[发明专利]一种圆盘形核壳结构的光学微纳天线及其设计方法

权利要求书

1.一种带侧壁金属包层的圆盘形核壳结构微纳光学天线的设计方法，所述天线包括壳层和核心层，所述天线为金属-介质-金属三层结构，其特征在于：

1)核心层内准本征模在核心层边界处近似满足第一类边界条件，即狄利克雷边界条件：

E(R)≈0；

2)准本征模式T(m,n)的共振频率与天线自身参数的关系由下式给出：

其中，χ_mn为m阶贝塞尔函数的第n个零点值，R为介电夹层的半径，d为介电夹层的厚度。

2.根据权利要求1所述的设计方法，其特征在于：所述方法既能够根据已知的天线参数决定准本征模式T(m,n)的共振频率，也能够反过来根据准本征模式T(m,n)想要的工作频率来设计天线的各项参数。

3.一种采用如权利要求1-2任一项所述的设计方法设计的带侧壁金属包层的圆盘形核壳结构微纳光学天线，所述天线包括壳层和核心层，其特征在于：

1)整个天线工作在太赫兹波段，天线总体半径为纳米尺度；

2)天线为圆盘形核壳结构，壳层为贵金属材料，核心层为介电材料；

3)所述壳层的厚度以及所述核心层的厚度远小于天线的工作波长。

4.根据权利要求3所述的带侧壁金属包层的圆盘形核壳结构微纳光学天线，其特征在于：所述核心层(2)的侧壁被所述壳层(1)的金属覆盖，所述核心层(2)与外部环境被所述壳层(1)的侧壁金属包层完全隔开，但所述壳层(1)的上下内表面间有很强电磁耦合。

5.根据权利要求3所述的带侧壁金属包层的圆盘形核壳结构微纳光学天线，其特征在于：所述核心层(2)内的准本征模的电场在核心层边界处趋于零。

6.根据权利要求3所述的带侧壁金属包层的圆盘形核壳结构微纳光学天线，其特征在于：所述核心层(2)内的准本征模为亚波长表面等离子共振模，共振模的磁场全部呈涡流状分布，属于一种环形磁矩共振模式。

7.根据权利要求3所述的带侧壁金属包层的圆盘形核壳结构微纳光学天线，其特征在于：所述壳层(1)的贵金属材料为金或银。

8.根据权利要求3所述的带侧壁金属包层的圆盘形核壳结构微纳光学天线，其特征在于：所述天线的工作波长为通讯或近红外工作频段对应的波长。