[发明专利]一种等离激元辅助的芯片三维微纳结构的光学测量方法

权利要求书

1.一种等离激元辅助的芯片三维微纳结构的光学测量方法，用于测量三层交叉周期性金属光栅的结构参数，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，将入射光从三层交叉周期性金属光栅的第一层光栅正入射后测量得到实测反射光谱；

步骤2，对所述三层交叉周期性金属光栅进行电磁仿真，构建仿真结构，在相同所述入射光下对所述仿真结构中的结构参数进行多次调整，并对应得到多组仿真反射光谱；

步骤3，将多组所述仿真反射光谱与所述实测反射光谱进行对比，并通过回归算法计算方差，当某组所述仿真反射光谱与所述实测反射光谱的方差最小时，该组所述仿真反射光谱对应的所述仿真结构的结构参数即为所述三层交叉周期性金属光栅的结构参数，

其中，所述仿真结构中，从下至上分别为硅基衬底、二氧化硅绝缘层、第三层光栅、二氧化硅绝缘层、第二层光栅、二氧化硅绝缘层以及第一层光栅，

所述入射光倏逝通过所述第一层光栅后激发所述第二层光栅中的一阶成键局域等离激元和一阶反成键局域等离激元，使所述实测反射光谱和所述仿真反射光谱中出现反射谷，所述反射谷的位置、深度以及宽度与所述三层交叉周期性金属光栅的结构参数相关，

所述步骤2中，根据所述实测反射光谱中的所述反射谷的位置、深度以及宽度来对所述仿真结构中的结构参数进行多次调整，使所述仿真反射光谱中的所述反射谷与所述所述实测反射光谱中的所述反射谷一致。

2.根据权利要求1所述的等离激元辅助的芯片三维微纳结构的光学测量方法，其特征在于：

其中，所述入射光的电场方向与所述第一层光栅的延伸方向平行，与所述第一层光栅的排列方向相垂直，

所述入射光的波段为400nm-2000nm。

3.根据权利要求1所述的等离激元辅助的芯片三维微纳结构的光学测量方法，其特征在于：

其中，所述第一层光栅与所述第三层光栅的延伸方向平行，所述第二层光栅位于所述第一层光栅与所述三层光栅之间，且所述第二层光栅的延伸方向与所述第一层光栅以及所述第三层光栅的延伸方向垂直，

所述第一层光栅、所述第二层光栅以及所述第三层光栅均呈周期性排列。

4.根据权利要求1所述的等离激元辅助的芯片三维微纳结构的光学测量方法，其特征在于：

其中，所述第一层光栅、所述第二层光栅和所述第三层光栅的结构参数和介电常数均保持一致，

所述第一层光栅、所述第二层光栅和所述第三层光栅的宽度和厚度均小于100nm。

5.根据权利要求1所述的等离激元辅助的芯片三维微纳结构的光学测量方法，其特征在于：

其中，所述步骤2中，进行电磁仿真的方法为严格耦合波分析法、有限元法或时域有限差分法。

6.根据权利要求1所述的等离激元辅助的芯片三维微纳结构的光学测量方法，其特征在于：

其中，所述步骤2中，构建所述仿真结构时，所述硅基衬底、所述二氧化硅绝缘层、所述第一层光栅、所述第二层光栅以及所述第三层光栅的介电函数或折射率均为已知参数。