[发明专利]一种折射率逐渐减小的四层圆锥形场局域增强器件

权利要求书

1.一种折射率逐渐减小的四层圆锥形场局域增强器件，其特征在于：该场局域增强器件包括四层结构，即第一层结构、第二层结构、第三层结构和第四层结构，所述第一层结构、第二层结构、第三层结构和第四层结构是由内向外逐层构成一个同轴圆锥形结构；所述第一层结构为高折射率介质层，所述高折射率介质层的折射率为n₁；

所述场局域增强器件为柱对称锥形结构，所述高折射率介质层圆锥的锥面上均匀地覆盖了一层厚度为h₁的低折射率介质层，所述h₁为50nm；所述低折射率介质层圆锥的锥面上均匀地覆盖了一层厚度为h₂的更低折射率的低折射率介质层，所述h₂为50nm；所述更低折射率的低折射率介质层圆锥的锥面上均匀地覆盖了一层厚度为h₃的贵金属层，所述h₃为45nm，整个介质圆锥底面半径为R₁+h₂secθ+h₃ secθ，R₁为第二层圆锥底半径大小，所述R₁为1000nm，圆锥半锥角为θ，所述圆锥半锥角θ为15°；

所述场局域增强器件内高折射率介质层圆锥的顶部曲率半径为R₂，所述R₂为35nm；覆盖其上的低折射率介质层圆锥顶部曲率半径为R₃，所述R₃为35nm；覆盖其上的更低折射率的低折射率介质层圆锥顶部曲率半径为R₄，所述R₄为5nm；涂覆在最外层的金属层的顶点处曲率半径为R₅，所述R₅为5nm。

2.根据权利要求1所述的一种折射率逐渐减小的四层圆锥形场局域增强器件，其特征在于：所述第二层结构为低折射率介质层，所述低折射率介质层的折射率为n₂。

3.根据权利要求1所述的一种折射率逐渐减小的四层圆锥形场局域增强器件，其特征在于：所述第三层结构为更低折射率的低折射率介质层，所述第三层结构的折射率为n₃。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种折射率逐渐减小的四层圆锥形场局域增强器件，其特征在于：所述第一层结构、第二层结构、第三层结构的介质层的折射率是逐渐减小的，即n₁n₂n₃，高折射率介质的折射率n₁为3.455，低折射率介质的折射率n₂为1.445，更低折射率的低折射率介质的折射率n₃为1.224。

5.根据权利要求1所述的一种折射率逐渐减小的四层圆锥形场局域增强器件，其特征在于：所述第四层结构为贵金属层，其中所述贵金属为金或银。

6.根据权利要求1所述的一种折射率逐渐减小的四层圆锥形场局域增强器件，其特征在于：在可见光至近红外波段，该场局域增强器件在径向偏振光或线偏振光的偏振模式下从锥底以R₁为半径的圆锥底垂直入射进入，在尖端区域产生很强的电场增强效应，在圆锥结构顶点处电场局域增强倍数达到最大，所述电场最大值为1824倍。