[发明专利]一种基于表面等离激元非对称激发的纳米位移测量装置和方法

权利要求书

1.一种基于表面等离激元非对称激发的纳米位移测量装置，其特征在于，包括依次排列的He-Ne激光器(1)、(1,0)模厄米高斯光生成装置(2)、聚焦物镜(3)、金属纳米结构(4)、油浸物镜(5)、成像管镜(6)、挡光板(7)、成像透镜(8)、CCD探测器(9)。

2.根据权利要求1所述的基于表面等离激元非对称激发的纳米位移测量装置，其特征在于，所述的(1,0)模厄米高斯光生成装置(2)包含一个起偏器、一个S波片和一个检偏器。

3.根据权利要求2所述的基于表面等离激元非对称激发的纳米位移测量装置，其特征在于，所述金属纳米结构(4)包括使用贵金属材料加工出的纳米级厚度薄膜，并在薄膜上加工出纳米精度的凹槽阵列。

4.根据权利要求3所述的基于表面等离激元非对称激发的纳米位移测量装置，其特征在于：

所述的(1,0)模厄米高斯光生成装置(2)经起偏器得到线偏振光，之后经过S波片转化为径向偏振光，之后经检偏器得到(1,0)模厄米高斯光；

所述He-Ne激光器(1)出射的光束经过(1,0)模厄米高斯光生成装置(2)后生成(1,0)模厄米高斯光场；

利用聚焦物镜(3)将(1,0)模厄米高斯光场耦合至金属纳米结构(4)表面；

所述金属纳米结构(4)使用贵金属材料加工出的纳米级厚度薄膜支持SPPs表面波；

利用油浸物镜(5)将金属纳米结构(4)产生的SPPs信号泄露收集；

利用成像管镜(6)和成像透镜(8)将SPPs信号耦合至安放于傅里叶面的CCD探测器(9)上，并使用挡光板(7)滤除直流信号，得到SPPs频谱强度分布图像；

从所得频谱像中提取SPPs所对应区域的强度，计算得到强度比值，获得相对于系统中心的位移量。

5.一种权利要求1至4任一项所述的基于表面等离激元非对称激发的纳米位移测量装置实现纳米位移测量的方法，其特征在于，包括步骤：

He-Ne激光器(1)出射的光束经过(1,0)模厄米高斯光生成装置(2)后生成(1,0)模厄米高斯光场；

该(1,0)模厄米高斯光场由聚焦物镜(3)耦合至金属纳米结构(4)表面；

利用油浸物镜(5)将金属纳米结构(4)产生的SPPs信号收集，再通过成像管镜(6)和成像透镜(8)将SPPs信号耦合至安放于傅里叶面的CCD探测器(9)上，并使用挡光板(7)滤除直流信号，得到SPPs频谱强度分布图像；

再将预先记录的无入射光时的图像作为噪声背景扣除，消除环境光的影响，得到理想的SPPs频谱图像；

从所得图像中提取SPPs所对应区域的强度，计算得到强度比值。

6.根据权利要求5所述的基于表面等离激元非对称激发的纳米位移测量方法，其特征在于，对SPPs频谱一次成像即可得到强度比值，将该值代入强度比值-位移曲线查找，获得金属纳米结构相对于系统中心的位移量。