本發(fā)明屬于納米技術(shù)領(lǐng)域，涉及到納米結(jié)構(gòu)對光的作用，特別涉及到可同時對光產(chǎn)生增強(qiáng)吸收和去偏振的一種納米結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

光與物質(zhì)相遇后，其波前發(fā)生變化，體現(xiàn)在振幅、相位以及其電場矢量的振動方向(即偏振態(tài))。通過測量這些參數(shù)，待測物質(zhì)的形貌或光學(xué)特性參數(shù)可以得到測量。為了獲得高靈敏度和分辨率，采用干涉的方法將該路信號與參考光路進(jìn)行相干，從而獲得作用參數(shù)。但是由于光學(xué)器件自身性能的不完善，會將背景的干擾光引入測量造成信噪比的降低，背景光的干擾是干涉計(jì)量光學(xué)中的一個普遍問題。為了降低該影響，本發(fā)明提供一種基于納米結(jié)構(gòu)的消光去偏振器，通過吸收減小背景光的能量并對透射光進(jìn)行去偏振(即改變原來的偏振態(tài))，減小其與參考光干涉的發(fā)生。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明利用兩個貴金屬納米粒子間的表面等離子共振耦合對于入射光偏振方向的依賴關(guān)系，提供一種可同時進(jìn)行光強(qiáng)衰減與偏振態(tài)改變的納米結(jié)構(gòu)，基于該結(jié)構(gòu)易于實(shí)現(xiàn)器件的小型化。

本發(fā)明的技術(shù)方案：

一種基于納米結(jié)構(gòu)的消光去偏振器，由一對或多對貴金屬納米粒子沿著其軸線連接排列為線性結(jié)構(gòu)組成，入射光在平行于線性結(jié)構(gòu)的軸線的偏振方向上產(chǎn)生增強(qiáng)吸收和去偏振；所述的線性結(jié)構(gòu)對散射光的去偏振強(qiáng)度正比于ksin(2θ)，k為由表面等離子體共振耦合產(chǎn)生的散射增強(qiáng)率，θ為入射光的偏振方向與粒子對的夾角。

所述的貴金屬納米粒子對a應(yīng)該符合下述特征：(1)由兩個貴金屬納米粒子組成，兩個貴金屬納米粒子的粒徑相同或不同；(2)兩個貴金屬納米粒子的間距b與貴金屬納米粒徑的比值小于1；兩個貴金屬納米粒子的粒徑不同時，采用大的貴金屬納米粒子粒徑；(3)所述的貴金屬納米粒子為具有表面等離子體共振效應(yīng)的貴金屬實(shí)心粒子或貴金屬外殼包裹的粒子。

重復(fù)粒子對a生成多個粒子對a；兩對或多對a連接排列為線性結(jié)構(gòu)，兩個相鄰粒子對的間距等于b或大于最大粒子的粒徑。

所述的線性結(jié)構(gòu)由一個線性結(jié)構(gòu)擴(kuò)展到多個線性結(jié)構(gòu)的平行排列，且兩個相鄰的不在同一線性結(jié)構(gòu)上的平行結(jié)構(gòu)間的最短粒子距離不小于最大粒子的粒徑。

所述的入射光的波長為該納米結(jié)構(gòu)的表面等離子體共振波長。

本發(fā)明的消光去偏振器為一對或多對粒子的彼此線性排列，利用兩個貴金屬納米粒子的表面等離子體共振耦合所產(chǎn)生的增強(qiáng)吸收和對入射光偏振態(tài)的依賴關(guān)系，降低入射光的強(qiáng)度并對其進(jìn)行去偏振。所述的納米結(jié)構(gòu)可用于抑制干涉光路中背景光的干擾。

附圖說明

圖1a是粒子對a的示意圖，兩個粒子的間距為b。

圖1b是多個粒子對a彼此連接排列的示意圖。

圖2是粒徑為60nm、中心距離為65nm的兩個實(shí)心金粒子構(gòu)成的粒子對，其相對于單個粒子的歸一化的吸收截面和散射截面隨入射波長的分布，入射光與粒子對軸線的夾角分別為0°、30°、60°、90°。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和技術(shù)方案，進(jìn)一步說明本發(fā)明的具體實(shí)施方式。

實(shí)施例

一種基于納米結(jié)構(gòu)的消光去偏振器，其特征在于，由一對或多對貴金屬納米粒子沿著其軸線連接排列為線性結(jié)構(gòu)，入射光在平行于線性結(jié)構(gòu)的軸線的偏振方向上產(chǎn)生增強(qiáng)吸收和去偏振；所述的線性結(jié)構(gòu)對散射光的去偏振強(qiáng)度正比于ksin(2θ)，k為由表面等離子體共振耦合產(chǎn)生的散射增強(qiáng)率，θ為入射光的偏振方向與粒子對的夾角。

如上述的一種如上所述的一種基于納米結(jié)構(gòu)的消光去偏振器，其特征是一個貴金屬納米粒子對由兩個粒子組成，粒子對中兩個粒子的粒徑均為60nm的實(shí)心金納米粒子、粒子間距為5nm；重復(fù)粒子對生成多個粒子對；兩對或多對可以連接排列為線性結(jié)構(gòu)，兩個相鄰粒子對的間距等于5nm或者大于最大粒子的直徑；該結(jié)構(gòu)由一個線性結(jié)構(gòu)擴(kuò)展到多個線性結(jié)構(gòu)的平行排列，且兩個相鄰的不在同一條線上的平行結(jié)構(gòu)間的最短粒子距離大于最大粒子的直徑。

一種基于納米結(jié)構(gòu)的消光去偏振器，入射光的波長為該納米結(jié)構(gòu)的表面等離子體共振波長532nm；如附圖2所示，該結(jié)構(gòu)的的消光作用包括吸收和散射，相對于單個粒子，粒子對對入射光的偏振態(tài)平行于粒子對軸線上的吸收強(qiáng)度增強(qiáng)到4；相對于單個粒子，粒子對入射光的偏振態(tài)平行于粒子對軸線上的散射增強(qiáng)到12倍；該結(jié)構(gòu)對散射光的去偏振強(qiáng)度正比于由表面等離子體共振耦合產(chǎn)生的散射增強(qiáng)率，和sin(2θ),θ為粒子對軸線與入射的線偏振光夾角。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種可對背景光進(jìn)行消光去偏振的納米結(jié)構(gòu)，屬于納米技術(shù)領(lǐng)域。該結(jié)構(gòu)為一對或多對粒子的彼此線性排列，利用兩個貴金屬納米粒子的表面等離子體共振耦合所產(chǎn)生的增強(qiáng)吸收和對入射光偏振態(tài)的依賴關(guān)系，降低入射光的強(qiáng)度并對其進(jìn)行去偏振。本發(fā)明的效果和益處是該納米結(jié)構(gòu)可用于抑制干涉光路中背景光的干擾。

技術(shù)研發(fā)人員：洪昕;靳爭
受保護(hù)的技術(shù)使用者：大連理工大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：2017.05.17
技術(shù)公布日：2017.09.22