[发明专利]一种反射式等离子体纳米结构光开关及其制备方法

权利要求书

1.一种反射式等离子体纳米结构光开关，包括用于改变入射光偏振方向的偏振调制器件（4）和等离子体纳米结构（5），其特征在于：所述等离子体纳米结构（5）包括底层的金属薄膜（1）、中间层的电介质薄膜（2）和分布在电介质薄膜（2）上表面的若干金属纳米环（301），且金属纳米环（301）对称分布并形成周期排布的金属纳米环阵列（3），所述金属纳米环阵列（3）在一个方向上的排列周期为金属纳米环（301）共振波长的0.92~0.97倍，而在与该方向垂直的另外一个方向上的排列周期小于等于金属纳米环（301）共振波长的0.8倍或大于等于金属纳米环（301）共振波长的1.15倍。

2.根据权利要求1所述的一种反射式等离子体纳米结构光开关，其特征在于：所述金属薄膜（1）的材质为金、银或铜。

3.根据权利要求1所述的一种反射式等离子体纳米结构光开关，其特征在于：所述电介质薄膜（2）的材质为二氧化硅、氧化铝或氧化镁。

4.根据权利要求1所述的一种反射式等离子体纳米结构光开关，其特征在于：所述金属纳米环（301）的内径为80nm，壁厚为40nm，金属纳米环（301）在相互垂直的两个方向的周期分别为900nm和1250nm，金属纳米环阵列（3）的厚度为40nm，电介质薄膜（2）的厚度为60nm，金属薄膜（1）的厚度为200nm。

5.根据权利要求1所述的一种反射式等离子体纳米结构光开关，其特征在于：所述用于改变入射光偏振方向的偏振调制器件（4）为普克尔斯盒、TN液晶盒、法拉第盒或克尔盒。

6.根据权利要求1所述的一种反射式等离子体纳米结构光开关的制备方法，首先制备等离子体纳米结构（5），然后将其与用于改变入射光偏振方向的偏振调制器件（4）组合即得到产品，其特征在于，所述等离子体纳米结构（5）的制备方法为：取一基底层，并在基底层上依次沉积一层金属薄膜（1）和一层电介质薄膜（2），然后在电介质薄膜（2）上利用电子束刻蚀方法制备出金属纳米环阵列（3），即得到等离子体纳米结构（5）。

7.根据权利要求6所述的一种反射式等离子体纳米结构光开关的制备方法，其特征在于：所述金属薄膜（1）和电介质薄膜（2）采用物理气相沉积法制备。

8.根据权利要求6所述的一种反射式等离子体纳米结构光开关的制备方法，其特征在于，所述利用电子束刻蚀方法制备出金属纳米环阵列（3）的具体操作为：

1）在电介质薄膜（2）的上表面旋涂PMMA，以形成一层电子抗蚀剂层；

2）在电子抗蚀剂表面旋涂导电液后，利用电子束刻蚀出所需的纳米环结构阵列图案，除去导电液，得到图案化的电子抗蚀剂；

3）以图案化的电子抗蚀剂为掩膜版，在其上沉积一层金属薄膜；

4）除去电子抗蚀剂，从而使沉积的金属薄膜变为金属纳米环阵列（3）。