[发明专利]一种表面等离子体激元增强针尖及针尖增强方法

权利要求书

1.一种表面等离子体激元增强针尖，其特征在于，所述增强针尖包括：

（1）透明衬底：用于光线入射；

（2）金属薄膜：设置于透明衬底的一侧，在所述金属薄膜上开有螺旋结构的狭缝；

（3）金属针尖：包括金属针尖的尖部和根部，根部连接金属薄膜，且位于螺旋结构的中心。

2.如权利要求1所述的增强针尖，其特征在于，所述螺旋结构为左旋螺旋结构或右旋螺旋结构；

优选地，所述螺旋结构满足如下条件：

r_n(φ)＝r_n0+(φ2π)kλ_sp，

r_n0＝r₁₀+(n-1)λ_sp，

0≤φ≤2π，k＝1,2,3…，n＝1,2,3…；

其中，r_n(φ)为极坐标系中第n圈螺旋结构在相位为φ处距离螺旋中心的长度；r_n0为第n圈螺旋结构中距离中心的最小距离；λ_sp为所述表面等离子体激元的波长。

3.如权利要求1所述的增强针尖，其特征在于，所述狭缝的缝宽为50～400nm。

4.如权利要求1所述的增强针尖，其特征在于，所述螺旋结构的圈数为1～10圈；

优选地，所述螺旋结构的第一圈距离螺旋中心的最小长度为550nm～10μm；

优选地，所述螺旋结构的螺距为360～740nm。

5.如权利要求1所述的增强针尖，其特征在于，所述金属薄膜的厚度为100～500nm；

优选地，所述金属薄膜的材料为金或银。

6.如权利要求1所述的增强针尖，其特征在于，所述金属针尖的长度为1～2μm；

优选地，所述金属针尖的张角为20～40°；

优选地，所述金属针尖曲率半径为1～40nm；

优选地，所述金属针尖的材料为金或银。

7.如权利要求1所述的增强针尖，其特征在于，所述衬底材料的透光率≥91%；

优选地，所述衬底材料选自石英玻璃或普通玻璃中的任意1种；

优选地，所述衬底材料为厚度0.5mm的石英玻璃。

8.一种表面等离子体激元增强针尖组件，其特征在于，所述增强针尖组件包括至少两个权利要求1～7之一所述的增强针尖；

优选地，所述增强针尖组件中，增强针尖的透明衬底位于同一平面内；

进一步优选地，所述增强针尖组件中，增强针尖的透明衬底位于同一平面内，且阵列排列。

9.一种针尖增强的方法，其特征在于，所述方法使用如权利要求1～7之一所述的表面等离子体激元增强针尖，或权利要求8所述表面等离子体激元增强针尖组件，所述方法包括如下步骤：

（1）生成旋转方向与所述表面等离子体激元增强针尖螺旋结构旋转方向相反的圆偏振光；

（2）将步骤（1）得到的圆偏振光从透明衬底入射，经过螺旋结构的狭缝产生表面等离子体激元，所述表面等离子体激元沿金属表面传播至增强针尖，并在增强针尖的尖部得到增强的近场聚焦光场。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述圆偏振光的波长为380～760nm。