[发明专利]改进辐射束准直的方法和装置

权利要求书

1.一种生成准直辐射的设备，包括：

辐射发射装置，其包括电介质材料形成的端面，所述辐射发射装置限定辐射发射的通道；以及

金属膜，其涂覆在所述电介质材料上，所述金属膜限定至少一个孔和与所述孔间距递增地间隔的一组槽，来自所述通道的辐射能够穿过所述孔，并且表面等离子体激元能够在所述孔处生成，所述孔与最近的槽之间的距离与连续间隔的槽之间的距离不同，并且所述槽被配置为使表面等离子体激元散射以产生辐射再发射，从而使来自所述孔的直接发射和来自所述槽的辐射再发射相长干涉以产生在远场的准直辐射。

2.如权利要求1所述的设备，其中所述槽与所述孔间隔为使得每个连续间隔的槽之间的距离大于之前的连续间隔的槽之间的距离。

3.如权利要求1所述的设备，其中所述一组槽设置在所述孔的一侧，且至少一个刻设置在所述孔的相对侧，其中在所述孔径的所述相对侧设置的槽更少。

4.如权利要求1所述的设备，其中所述金属膜涂覆在电介质基底中的槽上，所述电介质基底在所述金属膜中提供所述槽的轮廓。

5.如权利要求4所述的设备，其中所述金属膜的厚度至少与趋肤深度相同，以防止电磁辐射传播穿过所述金属膜。

6.如权利要求1所述的设备，其中所述孔沿非直路径延伸穿过所述金属膜。

7.如权利要求6所述的设备，其中所述孔具有基本上一致的宽度，并经过具有转弯的路径穿过所述金属膜。

8.如权利要求7所述的设备，其中所述孔的形状选自C形、H形以及螺旋形。

9.如权利要求1所述的设备，其中所述槽位于所述金属膜上背对所述电介质材料的表面上。

10.如权利要求1所述的设备，其中所述辐射发射装置选自：

半导体激光器；

发光二极管；

光纤；

光纤放大器；以及

光纤激光器。

11.一种生成准直辐射的设备，包括：

辐射发射装置，其包括电介质材料形成的端面，所述辐射发射装置限定辐射发射的通道；以及

金属膜，其涂覆在所述电介质材料上，所述金属膜限定至少一个孔和一组槽，发射自所述通道的辐射能够穿过所述孔，并且表面等离子体激元能够在所述孔处生成，其中所述孔具有基本上一致的宽度并经过具有转弯的路径穿过所述金属膜，并且所述槽被配置为使表面等离子体激元散射以产生辐射再发射，来自所述孔的直接发射和来自所述槽的辐射再发射相长干涉以产生在远场的准直辐射。

12.一种生成准直辐射的设备，包括：

辐射发射装置，其包括电介质材料形成的端面，所述辐射发射装置限定辐射发射的通道；以及

金属膜，其涂覆在所述电介质材料上，所述金属膜限定至少一个孔、位于所述孔的一侧的一组槽、以及位于所述孔的另一侧的较少数量的槽，来自所述通道的辐射能够穿过所述孔，并且表面等离子体激元能够在所述孔处生成，其中所述一组槽被配置为使所述孔处生成的表面等离子体激元散射以产生辐射再发射，来自所述孔的直接发射和来自所述槽的辐射再发射相长干涉以产生在远场的准直辐射。

13.一种生成准直辐射的设备，包括：

辐射发射装置，其包括第一电介质材料形成的端面，所述辐射发射装置限定辐射发射的通道；

第一金属膜，涂覆在所述第一电介质材料上，所述第一金属膜限定至少一个孔，来自所述通道的辐射能够穿过所述孔；

透明电介质层，其涂覆在所述第一金属膜上所述第一电介质材料的相对侧上，其中，发射的辐射能够穿过所述透明电介质层从所述第一金属膜中的所述孔发出；以及

第二金属膜，其限定一维的孔光栅或二维的孔阵列，发射的辐射能够通过所述一维的孔光栅或二维的孔阵列穿过所述透明电介质层，其中所述孔间隔设置以允许多个辐射发射相长干涉，从而产生远场中的准直辐射。