表面等離子體透鏡制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及表面等離子體透鏡領域，特別涉及一種單環、向心激發的表面等離子體透鏡的制作方法。
【背景技術】
[0002]目前的表面等離子體透鏡大多數采用在金屬膜上刻蝕制作出的環形結構實現的。當徑向偏振的入射光照射到該環形結構上時，能激發出表面等離子體，激發出的表面等離子體從環上各點向環中心傳播，在該中心同相干涉產生一個表面等離子體焦點。但實際上在環上激發的表面等離子體既會向環中心傳播，也會向環外傳播，而向環外傳播的表面等離子體對環中心形成表面等離子焦點沒有貢獻，導致該表面等離子體透鏡效率不高。為了提高效率，現有做法是可以在環的外側增加反射表面等離子體的結構，雖然能提高效率，但是同時也增加的表面等離子體透鏡的復雜性，制作方法復雜，并使該器件的體積增大。
【發明內容】
[0003]本發明所要解決的技術問題是提供一種表面等離子體透鏡制作方法，解決了現有技術為了提高效率而使表面等離子體透鏡的結構復雜，體積大的問題，該表面等離子體透鏡結構簡單，制作方法簡單，體積小，利于小型集成。
[0004]為解決上述問題，本發明提出一種表面等離子體透鏡制作方法，包括:
[0005]提供基底；
[0006]在所述基底的上表面形成一定厚度的金屬膜層；
[0007]刻蝕所述金屬膜層的上表面以形成一主環形槽；
[0008]刻蝕所述主環形槽的槽底表面以形成一副環形槽，所述副環形槽沿所述主環形槽的周向形成，所述主環形槽和副環形槽的環心連線垂直于所述金屬膜層上表面，所述主環形槽的外徑大于所述副環形槽的外徑，所述副環形槽的底部端面高于所述金屬膜層的下表面。
[0009]根據本發明的一個實施例，還包括:在提供所述基底之前清洗所述基底。
[0010]根據本發明的一個實施例，所述金屬膜層為金屬銀膜。
[0011 ]根據本發明的一個實施例，所述主環形槽的內徑等于所述副環形槽的內徑。
[0012]根據本發明的一個實施例，所述主環形槽和副環形槽的內徑為1345nm。
[0013]根據本發明的一個實施例，所述主環形槽的槽寬大于所述副環形槽的槽寬，所述主環形槽的槽深大于所述副環形槽的槽深。
[0014]根據本發明的一個實施例，所述主環形槽和副環形槽的截面槽型呈矩形。
[00?5]根據本發明的一個實施例，所述主環形槽的槽寬為31 Onm，槽深為11 Onm。
[0016]根據本發明的一個實施例，所述副環形槽的槽寬為155nm，槽深為20nmo
[0017]根據本發明的一個實施例，所述金屬膜層的厚度大于300nm，所述副環形槽的底部端面高于所述金屬膜層的下表面。
[0018]根據本發明的一個實施例，所述主環形槽和副環形槽采用聚焦離子束在所述金屬膜層上刻蝕而成。
[0019]根據本發明的一個實施例，表面等離子體透鏡的工作波為徑向偏振光，工作波的波長在600nm?670nm之間。
[0020]根據本發明的一個實施例，所述工作波的波長為633nm。
[0021]采用上述技術方案后，本發明相比現有技術具有以下有益效果:本發明制作單環向心激發的表面等離子體透鏡，在金屬膜層上形成主環形槽作為工作的單環，在主環形槽的底部形成與主環形槽同軸向(或者從上方看下來是同心)的副環形槽，當徑向偏振光入射時，在主環形槽上激發出的表面等離子體在副環形槽的作用下，全部往環內單向傳播，不會或很少往環外傳播，可以提高該表面等離子體透鏡的效率，且結構簡單，制作方法也簡單，體積小，利于小型化集成。
【附圖說明】
[0022]圖1是本發明實施例的表面等離子體透鏡制作方法的流程示意圖；
[0023]圖2是本發明實施例的表面等離子體透鏡的俯視示意圖；
[0024]圖3是本發明實施例的表面等離子體透鏡的剖面示意圖；
[0025]圖4是本發明實施例與現有技術的表面等離子體透鏡聚焦對比圖；
[0026]圖5是本發明實施例的表面等離子體透鏡入射光波長與效率關系圖。
[0027]圖中標記說明:1_入射光，2-金屬膜層，3-基底，4-主環形槽，5-副環形槽。
【具體實施方式】
[0028]為使本發明的上述目的、特征和優點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖對本發明的【具體實施方式】做詳細的說明。
[0029]在下面的描述中闡述了很多具體細節以便于充分理解本發明。但是本發明能夠以很多不同于在此描述的其它方式來實施，本領域技術人員可以在不違背本發明內涵的情況下做類似推廣，因此本發明不受下面公開的具體實施的限制。
[0030]參看圖1，本發明實施例的表面等離子體透鏡制作方法，包括以下步驟:
[0031]S1:提供基底；
[0032]S2:在所述基底的上表面形成一定厚度的金屬膜層；
[0033]S3:刻蝕所述金屬膜層的上表面以形成一主環形槽；
[0034]S4:刻蝕所述主環形槽的槽底表面以形成一副環形槽，所述副環形槽沿所述主環形槽的周向形成，所述主環形槽和副環形槽的環心連線垂直于所述金屬膜層上表面，所述主環形槽的外徑大于所述副環形槽的外徑，所述副環形槽的底部端面高于所述金屬膜層的下表面。
[0035]參看圖3，通過一個具體實施例來描述本發明制作方法的具體過程。首先提供一塊基底3，例如是石英基片，優選的可以先將基底3清洗干凈，清洗的方式例如可以是用超聲清洗機進行清洗;接著，用鍍膜機在石英基片上鍍上金屬銀膜，厚度優選大于300nm;接著，在金屬銀膜上用聚焦離子束刻蝕出一個主環形槽4，槽型為矩形，槽內徑優選為1345nm，槽寬wl可以為310nm，槽深hi可以為llOnm;最后，在主環形槽4的底部用聚焦離子束再刻蝕出一個同心的、內徑相同的副環形槽5，槽型為矩形，槽寬w2可以為155nm，槽深h2可以為20nmo
[0036]參看圖2和圖3，本實施例制作形成的表面等離子體透鏡，包括基底3和金屬膜層2。基底3的形狀較佳的是片狀，直接呈透鏡的形狀，當然基底3的形狀也可以是其他形狀。基底3例如是石英襯底，或者其他透明基材的襯底。金屬膜層2可以是任意用來制作表面等離子體透鏡的金屬基材。在優選的實施例中，金屬膜層2為金屬銀膜，波傳導能力更強，損耗小，且透明性較佳。
[0037]參看圖3，金屬膜層2形成在基底3的上表面，金屬膜層2可以全部覆蓋住基底3的