一种可调节圆二色信号的微纳结构制造技术

本实用新型专利技术属于微纳光学技术领域，具体涉及一种可调节圆二色信号的微纳结构，包括由下及上依次设置的贵金属层、第一吸收层、介质层和第二吸收层，第一吸收层和第二吸收层均为“Z”形金属结构。通过在介质层两侧分别设置第一吸收层和第二吸收层，第一吸收层和第二吸收层均为“Z”形金属结构，入射光照射时依次穿过第二吸收层和第一吸收层，经历两次透射，产生两次激励，而且在两个“Z”形金属结构之间形成强烈的耦合，增强对于入射光的吸收，通过调节双层“Z”形金属结构之间的相对夹角α，在不改变结构本身的前提下实现对圆二色信号的调节。

A Micro-nano Structure with Adjustable Circular Dichroic Signal

The utility model belongs to the field of micro-nano optical technology, in particular to a micro-nano structure with adjustable circular dichroism signal, which comprises a precious metal layer, a first absorption layer, a medium layer and a second absorption layer arranged in turn from the bottom to the top, and the first absorption layer and the second absorption layer are all Z-shaped metal structures. By setting the first and second absorption layers on both sides of the dielectric layer, the first and second absorption layers are all Z-shaped metal structures. When the incident light irradiates, they pass through the second and the first absorption layers in turn, undergo two transmission and generate two excitations, and form strong coupling between the two Z-shaped metal structures to enhance the absorption of incident light. The circular dichroism signal can be adjusted by adjusting the relative angle alpha between the double-layer \Z\ metal structures without changing the structure itself.

【技术实现步骤摘要】
一种可调节圆二色信号的微纳结构
本专利技术属于微纳光学
，具体涉及一种可调节圆二色信号的微纳结构。
技术介绍
圆二色性（Circulardichroism,缩写CD）是涉及圆偏振光的二色性，即左旋圆偏振光（LCP）的和右旋圆偏振光（RCP）吸收的差值。左旋和右旋圆偏振光表示一个光子的两种可能的自旋角动量状态，因此圆形二色性也被称为自旋角动量的二色性。UVCD可以用来研究蛋白质的二级结构，UV/可见光CD被用于研究电荷转移跃迁，近红外CD被用于通过探测过渡金属的d→d跃迁来研究分子的几何和电子结构，但天然手性分子的圆二色性特别弱，所以要通过设计一些人造微纳结构来产生或者增强圆二色性。但目前已有的微纳结构的CD信号很难调节，这就对其应用和推广具产生了很大的限制。
技术实现思路
为解决目前固定微纳结构圆二色性很难调节的问题，本申请实施例提出了一种可调节圆二色信号的微纳结构，通过在介质层两侧分别设置第一吸收层和第二吸收层，第一吸收层和第二吸收层均为“Z”形金属结构，入射光照射时依次穿过第二吸收层和第一吸收层，经历两次透射，产生两次激励，而且在两个“Z”形金属结构之间形成强烈的耦合，增强对于入射光的吸收，通过调节双层“Z”形金属结构之间的相对夹角α，在不改变结构本身的前提下实现对圆二色性强度和波段的调节。本专利技术要解决的技术问题通过以下技术方案实现：一种可调节圆二色信号的微纳结构，包括由下及上依次设置的贵金属层、第一吸收层、介质层和第二吸收层；所述第一吸收层和第二吸收层均为“Z”形金属结构。进一步地，所述第一吸收层和第二吸收层的“Z”形金属结构的中心轴在同一直线上。进一步地，所述“Z”形金属结构包括第一矩形条、第二矩形条和第三矩形条；所述第一矩形条一端垂直连接于所述第二矩形条的一端，所述第三矩形条一端垂直连接于所述第二矩形条另一端；所述第一矩形条与所述第三矩形条在同一平面内平行。进一步地，所述第一吸收层和第二吸收层的“Z”形金属结构具有一相对夹角α。进一步地，所述相对夹角α为0°、30°、60°或者90°。进一步地，所述介质层为二氧化硅材料制成；所述贵金属层为金或者银材料制成。进一步地，所述微纳结构还包括设于贵金属层底部的基底层；所述基底层为玻璃基底。进一步地，所述微纳结构按矩形周期排列形成阵列结构。与现有技术相比，本专利技术的有益效果：1.本申请实施例微纳结构，在第一吸收层和第二吸收层分别设置“Z”形金属结构，利用双层手性结构“Z”形金属结构之间形成共振耦合，以增强对于入射光的吸收，最终形成两个新的共振模式，并且该共振模式分别位于可见和近红外波段，两个信号分别位于不同的检测光区，具有较强的区分度，易于检测。2.本申请实施例微纳结构，双层“Z”形金属结构之间的电偶极子和磁偶极子平行对应效果最大，形成最佳的耦合模式，当两层“Z”形金属结构之间的相对夹角α为不同角度时，均可以产生较强CD模式，且最大可以达到-14%和14%，共振波段分布于可见和近红外波段，此外，除0°外，其他角度产生的两个CD信号符号一正一负，易于区分，检测灵敏度高，可用于光学器件的设计和制造，也为理论研究和近场场增强技术等领域的研究提供了新的思路。3.本申请实施例微纳结构，在结构设计上利用双层“Z”形金属结构和贵金属层结合，相比普通手性金属结构及平面金属膜，在入射光的激发下，双层“Z”形金属结构不仅在原结构上产生电荷的集体振荡，形成强烈的吸收，而且在入射光照射时依次经历两次透射，产生两次激励，双层“Z”形金属结构之间形成新的光场耦合作用，下方设置贵金属层以增强对于透射光的吸收，从而增强本申请实施例微纳结构与入射光之间的共振与吸收，从而产生强的吸收圆二色效应。4.本申请实施例微纳结构可通过调节第一吸收层和第二吸收层“Z”形金属结构的相对夹角α，可实现对本申请实施例微纳结构吸收圆二色性强度和频带的调控，对其强弱和峰值波段进行调控，并且可获得所需偏振态的光，如左旋偏振光或右旋偏振光，实际应用范围广泛，可进一步应用于设计偏振选择器等装置。附图说明图1是本申请实施例微纳结构的结构示意图；图2是本申请实施例微纳结构双层“Z”形金属结构相对位置的示意图；图3是本申请实施例微纳结构相对夹角α=0°时的透射光谱图；图4是本申请实施例微纳结构相对夹角α=0°的CD光谱图；图5是本申请实施例微纳结构相对夹角α=30°时的透射光谱图；图6是本申请实施例微纳结构相对夹角α=30°的CD光谱图；图7是本申请实施例微纳结构相对夹角α=60°时的透射光谱图；图8是本申请实施例微纳结构相对夹角α=60°的CD光谱图；图9是本申请实施例微纳结构相对夹角α=90°时的透射光谱图；图10是本申请实施例微纳结构相对夹角α=90°的CD光谱图。其中，图中：1、贵金属层；2、第一吸收层；3、介质层；4、第二吸收层。具体实施方式本申请实施例提供了一种可调节圆二色信号的微纳结构，通过在介质层两侧分别设置第一吸收层和第二吸收层，第一吸收层和第二吸收层均为“Z”形金属结构，入射光照射时依次经历两次透射，产生两次激励，而且在两个“Z”形金属结构之间形成强烈的耦合，增强对于入射光的吸收，通过调节双层“Z”形金属结构之间的相对夹角α，在不改变结构本身的前提下实现对圆二色性强度和波段的调节，解决了目前固定微纳结构圆二色性很难调节的问题。下面结合具体实施例对本专利技术做进一步详细的描述，但本专利技术的实施方式不限于此。实施例1：为解决微纳结构CD信号很难调节的问题，本申请实施例公开了一种可调节圆二色信号的微纳结构，如图1所示，包括由下及上依次设置的贵金属层1、第一吸收层2、介质层3和第二吸收层4，第一吸收层2和第二吸收层4均为“Z”形金属结构。第一吸收层2和第二吸收层4的“Z”形金属结构的中心轴在同一直线上。具体而言：介质层3为二氧化硅材料制成，贵金属层1为金或者银材料制成。微纳结构还包括设于贵金属层1底部的基底层，基底层为玻璃基底。微纳结构按矩形周期排列形成阵列结构。第一吸收层2与第二吸收层4之间形成共振腔，在圆偏振光的照射下产生近场耦合，激发强的电场，产生更多的不同状态的偏振光。第一吸收层2和第二吸收层4均设置为“Z”形金属结构，利用双层手性结构“Z”形金属结构之间形成的强烈耦合，以增强对于入射光的吸收，最终产生不同的共振模式，并且该共振模式分别位于可见和近红外波段，两个信号分别位于不同的检测光区，具有较强的区分度，易于检测。本申请实施例微纳结构，在结构设计上利用双层“Z”形金属结构和贵金属层1结合，相比普通手性结构及平面金属膜，在入射光的激励下，双层“Z”形金属结构不仅在原结构上产生电荷的集体振荡，形成强烈的吸收，而且入射光在照射时依次经历两次透射，产生两次激发电场，双层“Z”形金属结构之间形成新的光场耦合作用，再利用下方设置的贵金属层1以增强对于入射光的吸收，从而增强本申请实施例微纳结构与入射光之间的共振与吸收，从而产生强的吸收圆二色效应。如图1和图2所示，第一吸收层2和第二吸收层4的“Z”形金属结构为手性结构，在水平和垂直的两个方向上由“Z”形金属结构的第一矩形条、第二矩形条和第三矩形条组成，上下层对准形成水平方向的磁偶极子。在入射光的激励下，自身的电荷产生强烈的震荡，在介质层的两侧均设置“Z”形金属本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可调节圆二色信号的微纳结构，其特征在于：包括由下及上依次设置的贵金属层、第一吸收层、介质层和第二吸收层；所述第一吸收层和第二吸收层均为“Z”形金属结构。

【技术特征摘要】
1.一种可调节圆二色信号的微纳结构，其特征在于：包括由下及上依次设置的贵金属层、第一吸收层、介质层和第二吸收层；所述第一吸收层和第二吸收层均为“Z”形金属结构。2.根据权利要求1所述的微纳结构，其特征在于：所述第一吸收层和第二吸收层的“Z”形金属结构的中心轴在同一直线上。3.根据权利要求1所述的微纳结构，其特征在于：所述“Z”形金属结构包括第一矩形条、第二矩形条和第三矩形条；所述第一矩形条一端垂直连接于所述第二矩形条的一端，所述第三矩形条一端垂直连接于所述第二矩形条另一端；所述第一矩形条与所述第三矩形条在同一平...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：中山科立特光电科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44