[发明专利]一种产生多重表面晶格共振的结构及其应用

说明书

本发明公开了一种产生多重表面晶格共振的结构及其应用，属于微纳光子器件技术领域，包括基底，所述基底上排布有等离激元分子，所述等离激元分子有序排列成陈列结构，所述等离激元分子是由纳米金或纳米银单元结构构成的聚合体；本发明提供的等离激元分子阵列结构能够产生多重表面晶格共振，利用该结构制作成的表面等离激元激光器芯片能很好地激发起多重表面晶格共振，且能够在多个波段同时抑制体系辐射损耗，对多个波段进行调制，出射多个波段的纳米激光，这对信息集成化的发展具有重要意义。

技术领域

本发明属于微纳光子器件技术领域，具体涉及一种产生多重表面晶格共振的结构及其应用。

背景技术

纳米激光是传统半导体激光和微纳光电子结合发展起来的前沿领域，对微纳光子器件的设计具有重要意义。同时，受到“三维光学衍射极限”的限制，纳米激光器的集成化、微型化发展受到了很大挑战，但表面等离激元激光器可以克服衍射极限并将光限制在亚波长区域。目前，表面等离激元激光器体系具有很大的辐射损耗，从而引起品质因子降低、局域场强弱化。

表面晶格共振是纳米颗粒阵列中局域表面等离激元共振与阵列瑞丽异常耦合激发的一种共振模式，它可以将入射场能量很好的局限在阵列结构中，从而有效抑制体系辐射损耗，并显著增大局域场强。但是，目前单一的表面晶格共振只能在单一波段对光谱进行调控，不能在多个波段同时抑制体系辐射损耗，从而不能实现对多个波段同时进行调制。

发明内容

本发明提供了一种产生多重表面晶格共振的结构及其应用，解决了上述技术问题，本发明基于等离激元分子阵列结构，设计出了能很好产生多重表面晶格共振的多模表面等离激元激光器芯片，实现了在多个波段同时抑制体系的辐射损耗的目的。

本发明的第一个目的是提供一种产生多重表面晶格共振的结构，包括多个等离激元分子，多个所述等离激元分子有序排列成阵 列结构，所述等离激元分子是由纳米金或纳米银单元结构构成的聚合体。

优选地，所述单元结构为纳米盘、纳米棒、纳米三角或纳米环。

优选地，所述聚合体为三聚体、四聚体或五聚体。

优选地，所述聚合体对称性属于D_nh、D_nd、D_n、C_nh、C_nv或C_n点群，其中 n为≥2的整数。

本发明的第二个目的是提供上述产生多重表面晶格共振的结构在表面等离激元激光器芯片方面的应用。

本发明的第三个目的是提供一种表面等离激元激光器芯片，包括基底，所述基底上排布有上述产生多重表面晶格共振的结构。

本发明与现有技术相比具有如下有益效果:

本发明提供的等离激元分子阵列结构能够产生多重表面晶格共振，利用该结构制作成的表面等离激元激光器芯片能很好地激发起多重表面晶格共振，且能够在多个波段同时抑制体系辐射损耗，对多个波段进行调制，出射多个波段的纳米激光，这对信息集成化的发展具有重要意义。

附图说明

图1是实施例1多模表面等离激元激光器芯片结构示意图；

图2是实施例1圆盘三聚体C_2V分子点群；

图3是实施例1三聚体分子阵列的透射谱图；

图4是实施例2多模表面等离激元激光器芯片结构示意图；

图5是实施例2圆盘四聚体C_2V分子点群；

图6是实施例2四聚体分子阵列的透射谱图；

图7是实施例3多模表面等离激元激光器芯片结构示意图；