[发明专利]一种基于表面等离极化激元与光学腔强耦合的波长选择器

权利要求书

1.一种基于表面等离极化激元与光学腔强耦合的波长选择器，其特征在于包括：由下至上依次层叠设置的平面衬底、超薄下金属反射镜、金属纳米阵列嵌入式法布里-珀罗复合光学腔、以及超薄上金属反射镜；

所述金属纳米阵列嵌入式法布里-珀罗复合光学腔的折射率大于所述平面衬底的折射率；

所述金属纳米阵列嵌入式法布里-珀罗复合光学腔包括法布里-珀罗光学腔，以及嵌入腔中的金属纳米阵列；所述中的金属纳米阵列中的单颗粒呈周期性阵列排布。

2.根据权利要求1所述的一种基于表面等离极化激元与光学腔强耦合的波长选择器，其特征在于：所述超薄上金属反射镜和超薄下金属反射镜的厚度为5nm。

3.根据权利要求1所述的一种基于表面等离极化激元与光学腔强耦合的波长选择器，其特征在于：所述金属纳米阵列的单颗粒的截面形状为圆形或多边形结构。

4.根据权利要求1所述的一种基于表面等离极化激元与光学腔强耦合的波长选择器，其特征在于：所述法布里-珀罗光学腔中的金属纳米阵列的材料由金、银、铝、铑中的一种构成，或者由两种构成核壳结构。

5.根据权利要求1所述的一种基于表面等离极化激元与光学腔强耦合的波长选择器，其特征在于：所述法布里-珀罗光学腔的厚度满足所述金属纳米阵列完全嵌入其中。

6.根据权利要求2所述的一种基于表面等离极化激元与光学腔强耦合的波长选择器，其特征在于：所述超薄上金属反射镜、超薄下金属反射镜的材质为金、银、铝、铑中的一种。

7.一种权利要求1-6中任一项所述的波长选择器的制作方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)运用真空电子束蒸发技术，在二氧化硅平面衬底上通过高能电子束轰击铝靶源，形成5nm厚的金属铝层，所述金属铝层构成超薄下金属反射镜；

(2)运用磁控溅射方法，在超薄下金属反射镜上沉积厚度约为50nm的二氧化钛介质层，二氧化钛介质层的折射率为2.5；

(3)将步骤2得到的结构粘附于倾角小于30°的绝缘体楔形台上，而后置放于真空度高达10^-5Torr的室温反应室内，在二氧化钛介质层上沉积形成半径30nm的金属纳米阵列，其中单颗粒为金属铝纳米颗粒；

(4)再在二氧化钛介质层上继续沉积50nm厚的二氧化钛介质层，覆盖所制备的金属纳米阵列，使得金属纳米阵列嵌入二氧化钛介质层之中，与二氧化钛介质层构成金属纳米阵列嵌入式法布里-珀罗复合光学腔；

(5)在(4)的基础上沉积5nm厚的金属铝层，形成超薄上金属反射镜，制成完整的波长选择器结构。