·线圈；50···流路；100、101、102、103"-电 场增强元件；110…气体试料保持部；112…盖；113…吸引口；114…吸引流路；115…除尘 过滤器；116…排出流路；117…吸引机构；118…排出口；120…检测部；122a、122b、122c、 122d…透镜；124…半反射镜层；126…滤光器；127…光谱仪；128…受光元件；130…控制 部；132…检测控制部；134…电力控制部；136…连接部；140…箱体；200…拉曼光谱装置； 210…光源；220…光检测器；300…电子设备；310…运算部；320…存储部；330…显示部
【具体实施方式】
[0051] 以下对本发明的几个实施方式进行说明。以下说明的实施方式说明了本发明的一 个例子。本发明并不限定于以下的实施方式，还包含在不改变本发明宗旨的范围内实施的 各种变形方式。并且在下面说明的全部构成并不限定本发明的必须的构成。
[0052] 1.电场增强元件
[0053] 对本实施方式所涉及的电场增强元件参照附图进行说明。图1是本实施方式所涉 及的电场增强元件100的主要部分的截面模式图。图2~图4是本实施方式所涉及的电 场增强元件101~103的主要部分的截面模式图。图5以及图6是示意性地示出GSP(Gap type Surface Plasmon :间隙型表面等离子体）构造的截面图。
[0054] 如图1所示，电场增强元件100包含反射镜层10、磁光学材料层20、金属细微构造 层30、以及磁场产生单元40。
[0055] I. 1反射镜层
[0056] 本实施方式的电场增强元件100具有反射镜层10。反射镜层10只要提供将光反 射的表面，就没有特别的限定，例如可以是薄膜、板、层或者膜的形状。反射镜层10可以由 层叠适当的电介质而得的电介质反射镜构成。
[0057] 反射镜层10与金属细微构造层30相对而设置。反射镜层10还可以设置为与金 属细微构造层30平行。反射镜层10可以使通过金属细微构造层30的入射光i反射。
[0058] 反射镜层10例如可以设置于基板1的上面。作为此时的基板1没有特别的限定， 然而在反射镜层10激发传播型表面等离子体（PSP)时，优选难以对该PSP产生影响的基 板。作为基板1例如可以列举玻璃基板、石英基板、硅基板、树脂基板等。基板1只要是透 过由磁场产生单元40产生的磁场的材质，就能够提高磁场产生单元40的配置自由度。
[0059] 基板1的设置反射镜层10的面的形状也没有特别的限定。在反射镜层10的表面 形成规定的构造时，可以具有与该构造相对应的表面，反射镜层10的表面为平面时，可以 将对应部分的表面作为平面。在图1的例子中，在基板1上设置有层状的反射镜层10。
[0060] 在本说明书中，存在将反射镜层10的厚度方向称为厚度方向、高度方向等的情 况。在本实施方式中，反射镜层10的厚度方向与后述的金属细微构造层30的厚度方向一 致。另外，反射镜层10设置于基板1的表面时，存在将基板1的表面的法线方向称为厚度 方向或者高度方向的情况。并且，从基板1观察，存在将反射镜层10侧的方向表现为上或 者上方、将其反方向表现为下或者下方的情况。使用这种上方、下方的表现与重力作用的方 向无关，是指适当确定观看元件时候的视点或视线的方向而表现的方式。另外，在本说明书 中，例如"部件B设置于部件A的上面"的表现是指包含部件B接触于部件A的上面而设置 的情况和部件B间隔着其他部件或者空间配置于部件A的上面的情况。
[0061] 反射镜层10可以通过例如蒸镀、溅射、铸造、机械加工等方法而形成。反射镜层10 在基板1的上面设置为薄膜状时，可以设置于基板1的整个上面，还可以设置于基板1的一 部分上。反射镜层10的厚度并不特别限定，例如，可以为IOnm以上Imm以下，优选为20nm 以上100 μ m以下，更优选为30nm以上1 μ m以下。
[0062] 反射镜层10优选由可以存在入射光i提供的电场和该电场所感应出的极化以 反相位振动的电场的金属、即给予特定的电场时，能够具有介电函数的实数部分具有负值 (具有负的介电常数）、虚数部分的介电常数比实数部的介电常数的绝对值小的介电常数 的金属构成。作为可见光区域中的可具有这样的介电常数的金属的例子可以列举银（Ag)、 金（Au)、铝（Al)、铜（Cu)、钼（Pt)、镍（Ni)、钨（W)、铑（Rh)、钌（Ru)及其合金等。
[0063] 反射镜层10可以具有在本实施方式的电场增强元件100中使传播型表面等离子 体（PSP)产生的功能。在特定的条件下，通过光射入反射镜层10,能够在反射镜层10的表 面（厚度方向的端面）附近使传播型表面等离子体产生。在本说明书中，有时将反射镜层 10的表面附近的电荷的振动和电磁波结合后的振动的量子称为表面等离子体激元（SPP : Surface Plasmon Plariton)。还可以使在上述反射镜层10产生的传播型表面等离子体与 在后述的金属细微构造层30产生的局域型表面等离子体相互作用。
[0064] 1. 2磁光学材料层
[0065] 本实施方式的电场增强兀件100具有磁光学材料层20。磁光学材料层20设置于 金属细微构造层30与反射镜层10之间。磁光学材料层20可以与反射镜层10接触而设置， 也可以与反射镜层10分离而设置。磁光学材料层20与反射镜层10分离而设置时，在其间 可以设置电介质层（后述）等。另外，磁光学材料层20可以与金属细微构造层30接触而 设置，也可以分离而设置。磁光学材料层20与金属细微构造层30分离而设置时，在其间可 以设置电介质层等，也可以间隔着空间在磁光学材料层20的上方设置金属细微构造层30。 并且，磁光学材料层20在金属细微构造层30和反射镜层10之间可以设置多个，磁光学材 料层20、电介质层以及空间可以以任意顺序配置于金属细微构造层30和反射镜层10之间。
[0066] 磁光学材料层20通过由后述的磁场产生单兀40施加磁场，能够产生法拉第效应 以及科顿-穆顿效应中的至少一个。通过对磁光学材料层20施加磁场，产生这些效应，磁 光学材料层20的折射率能够产生变化，能够使金属细微构造层30和反射镜层10之间的光 路长度变化。
[0067] 在此，光路长度是指光前进的路径的光学长度，相当于光前进的路径的物理长度 (实际的空间尺寸）和折射率的积。即，即使磁光学材料层20的尺寸（厚度等）不变化，通 过折射率变化，在磁光学材料层20中前进的光的路径的光学长度（光路长度）也变化。 [0068] 磁光学材料层20由至少在入射光i的波长中透明度高的磁光学材料层形成。法 拉第效应以及科顿-穆顿效应是在对磁光学材料施加磁场时产生的效应，虽然根据种类而 称呼不同，但都是磁光学效应之一。这两个磁光学效应根据对磁光学材料射入的光的方向 和施加磁场的方向而进行区别。即，磁场的施加方向可以是与磁光学材料层20中的光的入 射方向相同的方向或者与入射方向正交的方向，可以根据条件利用这两个磁光学效应。 [0069] 在此，根据射入的光的方向以及施加磁场的方向的关系，施加与射入磁光学材料 的光的方向平行的方向的磁场时称为法拉第配置，施加与射入磁光学材料的光的方向正交 的方向的磁场时称为沃伊特配置。在图1~图4中模拟磁力线用箭头描绘了磁场的方向。 图1的电场增强兀件100是施加与射入磁光学材料的入射光i的方向平行的方向的磁场的 法拉第配置的一个例子。图2所示的电场增强元件101是施加与射入磁光学材料的入射光 i的方向正交的方向的磁场的沃伊特配置的一个例子。
[0070] 对磁光学材料层施加磁场时，在磁光学材料中产生与该磁场对应的磁化M，磁光学 材料的折射率随着磁化的大小以及方向而产生变化。并且，根据法拉第配置以及沃伊特配 置的差别和射入的光的方向，磁光学材料的折射率也能够产生各向异性。
[0071] 用法拉第配置对磁光学材料射入光且施加的磁场的强度变化时，右圆偏振光和左 圆偏振光的光中的折射率发生变化。根据对磁化的磁光学材料射入直线偏振光时右圆偏振 光和左圆偏振光的差异，可知其为偏振面旋转的法拉第效应。另外，沃伊特配置的情况下， 以光的入射方向为Z方向时，相对于Z方向正交的X方向以及Y方向的折射率互相不同。可 知其为科顿-穆顿效应，Z方向的折射率随着磁光学材料的磁化M的大小而发生变化。
[0072] 利用这两个效应时，根据磁化前后或者磁化M的方位（方向），能够使光路长度 (折射率和物理长度的积）变化。另外，在法拉第配置以及沃伊特配置中射入光时，使光的 偏振方向、折射率变化的范围以及诱发的磁化M的大小（方向）的关系如以下所示相互不 同。即，在法拉第配置中射入直线偏振光时,不管磁化M的方向如何，通过改变磁化M的大 小（绝对值）（〇~土M的范围），能够使折射率变化，在沃伊特配置中射入直线偏振光时， 不管磁化M的方向如何，通过改变磁化M的大小（绝对值）（0~土M的范围），能够使折射 率变化。另一方面，在法拉第配置中，在射入圆偏振光时，通过改变磁化M的方向以及磁化 M的大小（-M~+M的范围），能够使折射率变化。
[0073] 另外，在上述说明中，对法拉第配置以及沃伊特配置对施加与入射光的方向平行 或者正交的方向的磁场的情况进行了说明