一种吸收圆二色性可调的结构的制作方法

本发明属于光学结构技术领域，具体涉及一种吸收圆二色性可调的结构。

背景技术：

圆偏振光原理是当两束同频率、振动方向互相垂直，且有(2n+1/2)π的位相关系，这两平面偏振光叠加后可得到圆偏振光；当线偏振光垂直入射到四分之一波片时，若是线偏振光的振动方向与四分之一波片的光轴夹角为正负45°时，从四分之一波片出射的光即为圆偏振光。

圆偏振光的吸收性、圆二色性吸引了很多科研人员对其进行研究，如何提高圆偏振光的吸收性、圆二色性有着重要的意义。圆偏振光可以用来检测手性结构，根据已经公开的技术，圆二色性(cd,circulardichroism)是研究手性化合物一个十分重要的手段,在特定波长上的科顿效应的正、负与旋光谱的左、右旋一样,对手性对映体的宏观标识具有同等作用,并可通过一些规则对手性对映体的绝对构型进行判定。

手性一词源于希腊语，表示结构的对称性，在多种学科中都有重要的意义。如果某物体与其镜像不同，则其被称为"手性的"，且其镜像是不能与原物体重合的，就如同左手和右手互为镜像而无法叠合。手性是生命过程的基本特征，构成生命体的有机分子绝大多数都是手性分子。圆偏振光可以用来检测这些手性分子。

因此，如何提高圆偏振光的吸收性、圆二色性等特性，有着非常重要的意义。

现有技术中提供的一些光学结构，圆偏振光的圆二色性，一般在10%左右，很少有超过20%的光学结构，圆二色性存在着很大的不足。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明的目的是提供一种吸收圆二色性可调的结构。

为此，本发明提供了一种吸收圆二色性可调的结构，包括多个周期排列的结构单元，所述结构单元包括衬底、第一金属纳米棒、第二金属纳米棒；所述第一金属纳米棒的后侧面与第二金属纳米棒的前侧面相邻；所述第一金属纳米棒向左侧倾斜，所述第二金属纳米棒向右侧倾斜；所述衬底设置于第二金属纳米棒的右侧。

所述第一金属纳米棒、第二金属纳米棒均设置于衬底的上方。

所述衬底为长方体形，并且衬底的长方向与第一金属纳米棒、第二金属纳米棒的倾斜方向相同。

所述衬底位于第二金属纳米棒的右侧处设置有凹槽。

所述第一金属纳米棒、第二金属纳米棒的之间的夹角为20°～60°。

所述第一金属纳米棒、第二金属纳米棒均由金制成。

所述衬底由二氧化钒制成。

所述结构单元排列的周期为100nm～300nm。

所述结构单元排列的周期为200nm。

本发明的有益效果：本发明提供的这种吸收圆二色性可调的结构，结构简单，制作工艺简单，便于大规模生产制作，具有很好的圆二色性，能够将圆二色性提高到20%左右，使得圆二色性更加的突出，为圆二色性的应用奠定基础。

以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。

附图说明

图1是结构单元的结构示意图一。

图2是吸收圆二色性可调的结构的示意图一。

图3是结构单元的结构示意图二。

图4是吸收圆二色性可调的结构的示意图二。

图5是结构单元的结构示意图三。

图6是吸收圆二色性可调的结构的示意图三。

图7是吸收圆二色性可调的结构的圆二色性示意图一。

图8是吸收圆二色性可调的结构的圆二色性示意图二。

图9是吸收圆二色性可调的结构的圆二色性示意图三。

图中：1、结构单元；2、第一金属纳米棒；3、第二金属纳米棒；4、凹槽；5、衬底。

具体实施方式

为进一步阐述本发明达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及实施例对本发明的具体实施方式、结构特征及其功效，详细说明如下。

实施例1

在实施例中所述的方向：前、后向为图1所示的y方向，左、右向为图1所示的x方向。

本实施例提供了一种如图2所示的吸收圆二色性可调的结构，包括多个周期排列的结构单元1，如图1所示，所述结构单元1包括衬底5、第一金属纳米棒2、第二金属纳米棒3；所述第一金属纳米棒2的后侧面与第二金属纳米棒3的前侧面相邻；所述第一金属纳米棒2向左侧倾斜，所述第二金属纳米棒3向右侧倾斜，这样就可以在第一金属纳米棒2与第二金属纳米棒3之间形成一个夹角；所述衬底5设置于第二金属纳米棒3的右侧，并且，所述衬底5由二氧化钒制成，二氧化钒在不同温度下的圆二色性变化非常明显，因此，使用二氧化钒制成衬底5可以提高圆二色性的可调特性。

进一步的，衬底5为块状结构，块状二氧化钒结构与倾斜纳米棒耦合形成复合的振动模式，当圆偏振光入射到结构单元1上时，相邻模式间耦合产生圆二色性。

进一步的，所述第一金属纳米棒2、第二金属纳米棒3的之间的夹角为20°～60°优先的，可以选择30°，45°等，第一金属纳米棒2与第二金属纳米棒3设置不同的夹角也有不同的圆二色性，因此可以改变第一金属纳米棒2与第二金属纳米棒3之间的夹角从而调节结构的圆二色性。

进一步的，所述第一金属纳米棒2、第二金属纳米棒3均由金制成。

进一步的，所述结构单元1排列的周期为100nm～300nm；优先的，所述结构单元1排列的周期为200nm。

如图7所示，为结构单元1排列的周期为200nm；并且第一金属纳米棒2、第二金属纳米棒3的尺寸：长×宽×高是40nm×40nm×60nm，衬底5的尺寸：长×宽×高是60nm×40nm×10nm；第一金属纳米棒2与第二金属纳米棒3之间的间隙为20nm；第一金属纳米棒2与第二金属纳米棒3形成的夹角为30°；环境温度为25℃和环境温度为85℃，入射光的波长在400nm～2000nm时的圆二色性显示图，由图中可知，在入射光的波长为800nm～900nm时，圆二色性最为突出，最好的圆二色性可以达到0.18。

实施例2

在实施例中所述的方向：前、后向为图3所示的y方向，左、右向为图1所示的x方向。

本实施例提供了一种如图4所示的吸收圆二色性可调的结构，包括多个周期排列的结构单元1，如图3所示，所述结构单元1包括衬底5、第一金属纳米棒2、第二金属纳米棒3；所述第一金属纳米棒2的后侧面与第二金属纳米棒3的前侧面相邻；所述第一金属纳米棒2向左侧倾斜，所述第二金属纳米棒3向右侧倾斜，这样就可以在第一金属纳米棒2与第二金属纳米棒3之间形成一个夹角；所述第一金属纳米棒2、第二金属纳米棒3均设置于衬底5的上方，并且衬底5为长方体形，并且衬底5的长方向与第一金属纳米棒2、第二金属纳米棒3的倾斜方向相同，并且所述衬底5由二氧化钒制成，二氧化钒在不同温度下的圆二色性变化非常明显，因此，使用二氧化钒制成衬底5可以提高圆二色性的可调特性；这样就可以形成手性结构，有利于减少二氧化钒薄膜对入射光的吸收，增加透射圆二色性；当圆偏振光入射到结构单元1上时，能够产生圆二色性。

进一步的，所述第一金属纳米棒2、第二金属纳米棒3的之间的夹角为20°～60°优先的，可以选择30°，45°等，第一金属纳米棒2与第二金属纳米棒3设置不同的夹角也有不同的圆二色性，因此可以改变第一金属纳米棒2与第二金属纳米棒3之间的夹角从而调节结构的圆二色性。

进一步的，所述第一金属纳米棒2、第二金属纳米棒3均由金制成。

进一步的，所述结构单元1排列的周期为100nm～300nm；优先的，所述结构单元1排列的周期为200nm。

如图8所示，为结构单元1排列的周期为200nm；并且第一金属纳米棒2、第二金属纳米棒3的尺寸：长×宽×高是40nm×40nm×60nm，衬底5的尺寸：长×宽×高是200nm×40nm×10nm；第一金属纳米棒2与第二金属纳米棒3之间的间隙为20nm；第一金属纳米棒2与第二金属纳米棒3形成的夹角为30°，环境温度为25℃和环境温度为85℃，入射光的波长在400nm～2000nm时的圆二色性显示图，由图中可知，在入射光的波长为900nm时，圆二色性最为突出；其中，最好的圆二色性是，环境温度为25℃时，可以达到0.18。

实施例3

在实施例中所述的方向：前、后向为图3所示的y方向，左、右向为图5所示的x方向。

本实施例提供了一种如图6所示的吸收圆二色性可调的结构，包括多个周期排列的结构单元1，如图5所示，所述结构单元1包括衬底5、第一金属纳米棒2、第二金属纳米棒3；所述第一金属纳米棒2的后侧面与第二金属纳米棒3的前侧面相邻；所述第一金属纳米棒2向左侧倾斜，所述第二金属纳米棒3向右侧倾斜，这样就可以在第一金属纳米棒2与第二金属纳米棒3之间形成一个夹角；所述第一金属纳米棒2、第二金属纳米棒3均设置于衬底5的上方，并且所述衬底5位于第二金属纳米棒3的右侧处设置有凹槽4；这样以来，第一金属纳米棒2、第二金属纳米棒3上的电荷振动与凹槽4周围的电荷振动形成耦合，在圆二色性光谱中，增加了多种模式，为高灵敏度探测奠定了基础；凹槽4可以为圆形、方形，矩形；当圆偏振光入射到结构单元1上时，能够产生圆二色性。

进一步的，所述第一金属纳米棒2、第二金属纳米棒3的之间的夹角为20°～60°优先的，可以选择30°，45°等，第一金属纳米棒2与第二金属纳米棒3设置不同的夹角也有不同的圆二色性，因此可以改变第一金属纳米棒2与第二金属纳米棒3之间的夹角从而调节结构的圆二色性。

进一步的，所述第一金属纳米棒2、第二金属纳米棒3均由金制成。

进一步的，所述衬底5由二氧化钒制成，二氧化钒在不同温度下的圆二色性变化非常明显，因此，使用二氧化钒制成衬底5可以提高圆二色性的可调特性。。

进一步的，所述结构单元1排列的周期为100nm～300nm；优先的，所述结构单元1排列的周期为200nm。

如图9所示，为结构单元1排列的周期为200nm；并且第一金属纳米棒2、第二金属纳米棒3的尺寸：长×宽×高是40nm×40nm×60nm，衬底5的尺寸：长×宽×高是200nm×200nm×10nm，凹槽4的尺寸：长×宽×高是60nm×40nm×10nm；第一金属纳米棒2与第二金属纳米棒3之间的间隙为20nm；第一金属纳米棒2与第二金属纳米棒3形成的夹角为30°，环境温度为25℃和环境温度为85℃，入射光的波长在400nm～2000nm时的圆二色性显示图，由图中可知，在入射光的波长为1050nm时，圆二色性最为突出；其中，最好的圆二色性是，环境温度为25℃时，可以达到0.15。

综上所述，该吸收圆二色性可调的结构，结构简单，制作工艺简单，便于大规模生产制作，具有很好的圆二色性，能够将圆二色性提高到20%左右，使得圆二色性更加的突出，为圆二色性的应用奠定基础；而且可以在固定第一金属纳米棒2与第二金属纳米棒3的夹角的角度时，通过温度调节该结构的圆二色性；也可以在温度不变的环境下，改变第一金属纳米棒2与第二金属纳米棒3的夹角的角度，来调节圆二色性；该吸收圆二色性可调的结构可以用来探测环境温度，用来制作温度传感器，也可以用来检测压力等，用来制作压力传感器等。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。