[发明专利]用于增强的拉曼光谱学的金属纳米孔光子晶体

权利要求书

1.一种用于从外部物体生成拉曼信号的平面型光学平台，包括：

输入区域，用于接收光辐射；

等离子体振子的带结构区域，被光耦合到所述输入区域， 所述等离子体振子的带结构区域包括用第二材料的孔或凹陷 的阵列形成图样的第一材料的层，所述第一材料具有第一折射 率以及所述第二材料具有第二折射率，每个孔或凹陷的侧壁都 覆有金属层或金属电介质层，其中，所述孔或凹陷的阵列使得 等离子体振子的带结构生成，并且其中，每个孔或凹陷都被配 置为限制由被耦合到所述等离子体振子的带结构区域的光辐 射所激发的等离子体振子的共振，这就使得从被置于所述等离 子体振子的带结构区域临近处的外部物体生成拉曼信号；以及 输出区域，用于提取光辐射，所述输出区域被光耦合到 所述等离子体振子的带结构区域。

2.根据权利要求1所述的平台，其中，每个孔或凹陷的底层都覆 有金属电介质层。

3.根据权利要求1所述的平台，其中，所述第一材料的层中的未 形成图样的区域覆有金属电介质层。

4.根据权利要求1所述的平台，其中，所述孔或凹陷位于预定义 的平铺布局排列的最高处，该排列选自包括正方形、长方形或 三角形几何结构的周期晶格、准周期平铺布局、无定形平铺布 局、分级晶格、双重分级晶格、两个平铺布局排列的重合，以 及具有单个或多个缺陷的孔或凹陷部位的平铺布局排列的组。

5.根据权利要求1所述的平台，其中，至少一个孔或凹陷包括： 具有从5nm到10,000nm的直径和从1nm到10,000nm深度 的圆形或椭圆形柱体。

6.根据权利要求1所述的平台，其中，至少一个孔或凹陷包括： 具有基底长范围从50nm到20,000nm的倒置多面体或倒置截 头多面体。

7.根据权利要求6所述的平台，其中，至少一个孔或凹陷包括： 邻接有圆形面、椭圆形面或多边形面的柱体的倒置多面体或倒 置截头多面体，所述柱体的最大直径小于所述倒置多面体或所 述倒置截头多面体的基底长。

8.根据权利要求6所述的平台，其中，所述倒置多面体或所述倒 置截头多面体包括棱锥体。

9.根据权利要求1所述的平台，其中，每个孔或凹陷的横向程度 都沿着所述阵列变化。

10.根据权利要求1所述的平台，其中，所述第二材料包括空气。

11.根据权利要求1所述的平台，其中，所述第一材料选自包括硅、 二氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、五氧化钽以及高分子聚合物的 组。

12.根据权利要求1所述的平台，其中，所述金属层或金属电介质 层具有从1nm到500nm的厚度。

13.根据权利要求1所述的平台，其中，所述金属层或金属电介质 层包括：一个或多个包含选自包括金、铂、银、铜、钯、钴、 铁和镍的组中的金属的金属层。

14.根据权利要求1所述的平台，其中，所述金属层的或所述金属 电介质层的表面由于覆层制备方法而变得粗糙。

15.根据权利要求1所述的平台，进一步包括多层平面型金属电介 质结构或电介质结构，在所述多层平面型金属电介质结构或电 介质结构上设置了所述第二材料的孔或凹陷的阵列。

16.根据权利要求15所述的平台，其中，所述多层平面型金属电 介质结构或电介质结构包括分布式布拉格反射镜或平面型光 波导中之一。

17.根据权利要求15所述的平台，其中，所述多层平面型金属电 介质结构或电介质结构包括：选自包括高分子聚合物以及半导 体材料的组中的材料。

18.根据权利要求15所述的平台，其中，所述孔或凹陷沿着部分 所述多层平面型金属电介质结构或电介质结构延伸。