专利摘要

专利摘要

本发明公开了一种表面等离激元编码单元及表面等离激元编码芯片。该表面等离激元编码单元包括：透明衬底和设置于透明衬底一侧的金属层；金属层包括至少两组编码组件；每个编码组件包括编码信号产生元件，编码信号产生元件包括第一狭缝和第二狭缝；每个编码组件还包括位于编码信号产生元件的两侧的第一编码信号接收元件和第二编码信号接收元件；每个第一编码信号接收元件以及每个第二编码信号接收元件均包括一组光栅结构，每组光栅结构包括至少两个凹槽；凹槽的延伸方向与第一狭缝的延伸方向之间的夹角不等于90°，且凹槽的深度小于金属层的厚度。本实施例提供的表面等离激元编码单元，可以实现更大的存储密度。

权利要求

1.一种表面等离激元编码单元，其特征在于，包括：透明衬底和设置于所述透明衬底一侧的金属层；

所述金属层包括至少两组编码组件；

每个所述编码组件包括编码信号产生元件，所述编码信号产生元件包括延伸方向相同的第一狭缝和第二狭缝；沿垂直于所述第一狭缝的延伸方向，所述第一狭缝的尺寸大于所述第二狭缝的尺寸；所述第一狭缝以及所述第二狭缝贯穿所述金属层；

沿垂直于所述第一狭缝的延伸方向，每个所述编码组件还包括位于所述编码信号产生元件的两侧的第一编码信号接收元件和第二编码信号接收元件；

每个所述第一编码信号接收元件以及每个所述第二编码信号接收元件均包括一组光栅结构，每组所述光栅结构包括至少两个凹槽；所述凹槽的延伸方向与所述第一狭缝的延伸方向之间的夹角不等于90°，且所述凹槽的深度小于所述金属层的厚度。

2.根据权利要求1所述的表面等离激元编码单元，其特征在于，沿垂直于所述第一狭缝的延伸方向，同一所述编码组件中的所述编码信号产生元件、所述第一编码信号接收元件和所述第二编码信号接收元件的几何中心位于同一条直线上。

3.根据权利要求1所述的表面等离激元编码单元，其特征在于，所述金属层包括两组编码组件，分别为第一编码组件和第二编码组件；

沿所述第一狭缝的延伸方向，所述第一编码组件的所述第一狭缝的几何中心与所述第二编码组件的所述第二狭缝的几何中心对齐以及所述第一编码组件的所述第二狭缝的几何中心与所述第二编码组件的所述第一狭缝的几何中心对齐；

沿所述第一狭缝的延伸方向，所述第一编码组件的所述第一编码信号接收元件的几何中心与所述第二编码组件的所述第一编码信号接收元件的几何中心对齐以及所述第一编码组件的所述第二编码信号接收元件的几何中心与所述第二编码组件的所述第二编码信号接收元件的几何中心对齐。

4.根据权利要求1所述的表面等离激元编码单元，其特征在于，垂直于所述第一狭缝的延伸方向，所述第一狭缝的中心与所述第二狭缝的中心之间的距离满足：

其中，d是所述第一狭缝的中心与所述第二狭缝的中心之间的距离；m和j是非负整数；kspp是等离激元在所述金属层的表面传播的波矢，且k0是入射光在真空中对应的波矢，λ0是入射光在真空中的波长，εm是所述金属层的介电常数，εd是空气的介电常数。

5.根据权利要求1所述的表面等离激元编码单元，其特征在于，每组所述光栅结构的所述凹槽的延伸方向均平行于所述第一狭缝的延伸方向。

6.根据权利要求5所述的表面等离激元编码单元，其特征在于，所述光栅结构的光栅周期dg满足：

7.根据权利要求1所述的表面等离激元编码单元，其特征在于，沿垂直于所述第一狭缝的延伸方向，所述第一狭缝以及所述第二狭缝的宽度均小于入射光波长的1/2。

8.根据权利要求1所述的表面等离激元编码单元，其特征在于，沿垂直于所述第一狭缝的延伸方向，所述第一狭缝和所述第二狭缝的宽度均大于或等于50nm。

9.根据权利要求1所述的表面等离激元编码单元，其特征在于，沿所述第一狭缝的延伸方向，所述第一狭缝和所述第二狭缝的长度相同，且所述第一狭缝的长度和所述第二狭缝的长度均大于或等于0.5μm，且小于或等于10μm。

10.根据权利要求1所述的表面等离激元编码单元，其特征在于，所述透明衬底的材料为二氧化硅、氧化铝或氟化镁。

11.根据权利要求1所述的表面等离激元编码单元，其特征在于，所述金属层的材料为金、银或铝。

12.根据权利要求1所述的表面等离激元编码单元，其特征在于，所述金属层的厚度为大于或等于100nm，且小于或等于450nm。

13.根据权利要求3所述的表面等离激元编码单元，其特征在于，沿垂直于所述第一狭缝的延伸方向，所述凹槽的横切面为矩形或圆形。

14.一种等离激元编码芯片，其特征在于，包括多个权利要求1-13任一项所述的表面等离激元编码单元。

说明书

技术领域

本发明实施例涉及光存储技术领域，尤其涉及一种表面等离激元编码单元及表面等离激元编码芯片。

背景技术

目前，伴随信息资源的数字化和信息量的迅猛增长，具有高存储密度和大存储容量的存储器越来越受到用户的青睐。而光存储技术，在具有高存储密度的同时，还兼具存储寿命长、信息的信噪比高以及信息位的价格低等优点，具有巨大的发展前景。

然而，对于传统的数字光学存储器，例如光盘等，通常以光波作为信息载体，这使得光学存储器的几何尺寸受到光的衍射极限的限制，不利于进一步提高光存储器的存储密度。此外，光盘的一个存储单元只能保持一个二进制信息(0或者1)。这限制条件，使得传统的数字光学存储器很难满足更大数据存储的需求。

发明内容

本发明提供一种表面等离激元编码单元及表面等离激元编码芯片，以提高光存储技术的存储密度和存储容量。

第一方面，本发明实施例提供了一种表面等离激元编码单元，包括：透明衬底和设置于所述透明衬底一侧的金属层；

所述金属层包括至少两组编码组件；

每个所述编码组件包括编码信号产生元件，所述编码信号产生元件包括延伸方向相同的第一狭缝和第二狭缝；沿垂直于所述第一狭缝的延伸方向，所述第一狭缝的尺寸大于所述第二狭缝的尺寸；所述第一狭缝以及所述第二狭缝贯穿所述金属层；

沿垂直于所述第一狭缝的延伸方向，每个所述编码组件还包括位于所述编码信号产生元件的两侧的第一编码信号接收元件和第二编码信号接收元件；

每个所述第一编码信号接收元件以及每个所述第二编码信号接收元件均包括一组光栅结构，每组所述光栅结构包括至少两个凹槽；所述凹槽的延伸方向与所述第一狭缝的延伸方向之间的夹角不等于90°，且所述凹槽的深度小于所述金属层的厚度。

进一步地，沿垂直于所述第一狭缝的延伸方向，同一所述编码组件中的所述编码信号产生元件、所述第一编码信号接收元件和所述第二编码信号接收元件的几何中心位于同一条直线上。

进一步地，所述金属层包括两组编码组件，分别为第一编码组件和第二编码组件；

沿所述第一狭缝的延伸方向，所述第一编码组件的所述第一狭缝的几何中心与所述第二编码组件的所述第二狭缝的几何中心对齐以及所述第一编码组件的所述第二狭缝的几何中心与所述第二编码组件的所述第一狭缝的几何中心对齐；

沿所述第一狭缝的延伸方向，所述第一编码组件的所述第一编码信号接收元件的几何中心与所述第二编码组件的所述第一编码信号接收元件的几何中心对齐以及所述第一编码组件的所述第二编码信号接收元件的几何中心与所述第二编码组件的所述第二编码信号接收元件的几何中心对齐。

进一步地，垂直于所述第一狭缝的延伸方向，所述第一狭缝的中心与所述第二狭缝的中心之间的距离满足：

其中，d是所述第一狭缝的中心与所述第二狭缝的中心之间的距离；m和j是非负整数；kspp是等离激元在所述金属层的表面传播的波矢，且 k0是入射光在真空中对应的波矢， λ0是入射光在真空中的波长，εm是所述金属层的介电常数，εd是空气的介电常数。

进一步地，每组所述光栅结构的所述凹槽的延伸方向均平行于所述第一狭缝的延伸方向。

进一步地，所述光栅结构的光栅周期dg满足：

进一步地，沿垂直于所述第一狭缝的延伸方向，所述第一狭缝以及所述第二狭缝的宽度均小于入射光波长的1/2。

进一步地，沿垂直于所述第一狭缝的延伸方向，所述第一狭缝和所述第二狭缝的宽度均大于或等于50nm。

进一步地，沿所述第一狭缝的延伸方向，所述第一狭缝和所述第二狭缝的长度相同，且所述第一狭缝的长度和所述第二狭缝的长度均大于或等于0.5μm，且小于或等于10μm。

进一步地，所述透明衬底的材料为二氧化硅、氧化铝或氟化镁。

进一步地，所述金属层的材料为金、银或铝。

进一步地，所述金属层的厚度为大于或等于100nm，且小于或等于450nm。

进一步地，沿垂直于所述第一狭缝的延伸方向，所述凹槽的横切面为矩形或圆形。

第二方面，本发明实施例还提供了一种表面等离激元编码芯片，包括多个上述第一方面任一项所述的表面等离激元编码单元。

本发明实施例提供的表面等离激元编码单元，通过设置至少两组编码组件，每组编码组件可以存储一组二进制信息，通过改变入射光的角度，可以使每个编码组件的第一编码信号接收元件和第二编码信号接收元件产生不同的编码信息，两组编码组件可以实现较大的存储密度。通过设置宽度不同的第一狭缝和第二狭缝，可以保证每个编码组件都可以产生完全的相消干涉，避免第一狭缝和第二狭缝产生的表面等离激元的相消干涉后仍存在部分的表面等离激元残留。

附图说明

图1是本发明实施例提供的表面等离激元编码单元的俯视图；

图2是本发明实施例提供的另一表面等离激元编码单元的俯视图；

图3是本发明实施例提供的又一表面等离激元编码单元的俯视图；

图4是图1沿AA’方向的剖视图；

图5是本发明实施例提供的再一表面等离激元编码单元的俯视图；

图6是本发明实施例提供的第一狭缝和第二狭缝的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

具体地，表面等离激元(Surface Plasmon Polaritions，SPPs)由于其优异的亚波长尺度的电场束缚和电场增强效应，被认为是潜在的下一代光信息载体。利用表面等离激元的原理，可以制备出等离激元编码单元，该等离激元编码单元可以用于信息存储和光通信等。当等离激元编码单元用于信息存储时，在入射光为一定的角度时，等离激元编码单元存储二进制信息0，而改变入射光的入射角，等离激元编码单元可以存储二进制信息1。利用表面等离激元的原理制备等离激元编码单元，可以得到几何尺寸更小的光学存储芯片，可以提高光学存储芯片的集成密度。并且，通过入射光的角度复用，可以使其每一个表面等离激元编码单元同时存储两个二进制信息。

有鉴于此，本实施例提供一种表面等离激元编码单元，该表面等离激元编码单元可以依据表面等离激元的原理进行信息编码。

图1是本发明实施例提供的表面等离激元编码单元的俯视图，图2是本发明实施例提供的另一表面等离激元编码单元的俯视图，图3是本发明实施例提供的又一表面等离激元编码单元的俯视图，图4是图1沿AA’方向的剖视图。具体地，请参考图1-图4，本实施例提供的表面等离激元编码单元包括：透明衬底20和设置于透明衬底20一侧的金属层10；金属层10包括至少两组编码组件11；每个编码组件11包括编码信号产生元件12，编码信号产生元件12包括延伸方向相同的第一狭缝121和第二狭缝122；沿垂直于第一狭缝121的延伸方向Z，第一狭缝121的尺寸大于第二狭缝122的尺寸；第一狭缝121以及第二狭缝122贯穿金属层10；沿垂直于第一狭缝121的延伸方向Z，每个编码组件11还包括位于编码信号产生元件12的两侧的第一编码信号接收元件13和第二编码信号接收元件14；每个第一编码信号接收元件13以及每个第二编码信号接收元件14均包括一组光栅结构，每组光栅结构包括至少两个凹槽150；凹槽150的延伸方向与第一狭缝121的延伸方向Z之间的夹角不等于90°，且凹槽150的深度小于金属层10的厚度。

本实施例提供的表面等离激元编码单元包括至少两组的编码组件11，每组编码组件11包括第一狭缝121和第二狭缝122，当光从透明衬底20远离金属层10的一侧入射时，第一狭缝121和第二狭缝122均可以产生沿垂直于第一狭缝121的延伸方向Z传播的表面等离激元。由于第一编码信号接收元件13和第二编码信号接收元件14分别位于编码信号产生元件12的两侧，第一狭缝121产生的表面等离激元和第二狭缝122产生的表面等离激元均可以向第一编码信号接收元件13的方向传播，也可以均向第二编码信号产生元件14的方向传播。因此，通过合理控制入射光，可以使第一编码信号接收元件13和第二编码信号接收元件14均接收到表面等离激元信号，并将接收到的表面等离激元转化为衍射光，衍射光的传播方向垂直于金属层10的表面，且传播方向远离透明衬底。衍射光可以被第一编码信号接收元件13或第二编码信号接收元件14附近的衍射光接收元件接收到，从而实现光信息编码。

由于第一狭缝121产生的表面等离激元和第二狭缝122产生的表面等离激元可以发生干涉。通过控制入射光的入射角，可以使第一狭缝121产生的表面等离激元和第二狭缝122产生的表面等离激元发生相消干涉或相长干涉。示例性地，如果第一狭缝121和第二狭缝122产生的表面等离激元向第一编码信号产生元件13的方向传播时发生相消干涉，则编码组件11在该方向无法产生表面等离激元，第一编码信号产生元件13无法接收到表面等离激元，则第一编码信号产生元件13产生的编码信息为0。如果第一狭缝121和第二狭缝122产生的表面等离激元向第二编码信号产生元件14的方向传播时不发生相消干涉，则编码组件11可以在该方向产生表面等离激元，第二编码信号产生元件14可以接收到表面等离激元，第二编码信号接收元件14产生的编码信息为1。因此，通过控制入射光的角度，可以控制第一狭缝121产生的表面等离激元和第二狭缝122产生的表面等离激元是否发生相消干涉，进而控制每个编码组件11的编码情况。

进一步地，表面等离激元在金属层10的表面传播时，强度会发生衰减。如果第一狭缝121和第二狭缝122沿垂直于第一狭缝121的方向的宽度相等，在通常情况下，来自两条第一狭缝121和来自第二狭缝122的两个表面等离激元在到达在金属层10上的同一位置时，第一狭缝121产生的表面等离激元和第二狭缝122产生的表面等离激元的衰减程度不同，振幅也不同。在第一狭缝121产生的表面等离激元和第二狭缝122产生的表面等离激元发生相消干涉时，两个表面等离激元的信号不能完全抵消，这种振幅不同的两束表面等离激元在产生相消干涉后，仍然会保留一定强度的表面等离激元继续传播至第一编码信号接收元件13或第二编码信号接收元件14，从而对正常的信息编码产生干扰。因此，可以通过设置宽度不同的第一狭缝121和第二狭缝122，可以保证两个狭缝产生的表面等离激元可以产生完全的相消干涉。

需要说明的是，图1-图3均以包括两组编码组件为例，对表面等离激元编码单元的结构和功能进行了说明。但是，需要说明的是，本实施例提供的表面等离激元编码单元还可以是包括三个或更多个的编码组件11。并且，图1-图3仅示例性地给出了三种可能的编码组件11之间的位置关系，但是，应该理解，这并不构成对本申请的表面等离激元编码单元的结构的限定。

由于每个编码组件11可以存储一组二进制信息，因此，本实施例图1至图3提供的表面等离激元编码单元可以存储两组编码信息，因此，本实施例提供的表面等离激元编码单元可以拥有较大的存储容量。当本实施例提供的表面等离激元编码单元包括三个或更多个编码组件11时，表面等离激元编码单元的可以拥有更大的存储容量。

本实施例提供的表面等离激元编码单元，通过设置至少两组编码组件，每组编码组件可以存储一组二进制信息，通过改变入射光的角度，可以使每个编码组件的第一编码信号接收元件和第二编码信号接收元件产生不同的编码信息，两组编码组件可以实现较大的存储密度。通过设置宽度不同的第一狭缝和第二狭缝，可以保证每个编码组件都可以产生完全的相消干涉，避免第一狭缝和第二狭缝产生的表面等离激元的相消干涉后仍存在部分的表面等离激元残留。

可选地，沿垂直于第一狭缝121的延伸方向，同一编码组件11中的编码信号产生元件12、第一编码信号接收元件13和第二编码信号接收元件14的几何中心位于同一条直线上。具体地，这样的设置可以保证第一编码产生元件12的几何中心位置附近产生的表面等离激元，可以传输至第一编码信号接收元件13和/或第二编码信号接收元件14的几何中心位置附近。当表面等离激元传输至第一编码信号接收元件13或第二编码信号接收元件14时，可以保证第一编码信号接收元件13或第二编码信号接收元件14接收到的表面等离激元具有较大的强度。

图5是本发明实施例提供的再一表面等离激元编码单元的俯视图。可选地，请参考图5，金属层包括两组编码组件，分别为第一编码组件111和第二编码组件112；沿垂直于第一狭缝121的延伸方向Z，第一编码组件111的第一狭缝121、第二狭缝122分别与第二编码组件112的第二狭缝122、第一狭缝121对齐；沿垂直于第一狭缝121的延伸方向，第一编码组件111的第一编码信号接收元件13、第二编码信号接收元件14分别与第二编码组件112的第一编码信号接收元件13、第二编码信号接收元件14对齐。

具体地，仍以包括两组编码组件的表面等离激元编码单元为例，当采用同一束光束照射表面等离激元编码单元时，第一编码组件111和第二编码组件112接收到的光束的入射角相同，由于第一编码组件111和第二编码组件112中的两个狭缝的位置设置不同，因此，可以使第一编码组件111和第二编码组件112产生不同的编码信息。在第一编码组件111中的第一狭缝121与第二编码组件112中的第二狭缝122对齐的情况下，通过使第一编码组件111的第一编码信号接收元件13与第二编码组件112的第一编码信号接收元件13对齐，可以保证第一编码组件111的第一狭缝121与第一编码组件111的第一编码信号接收元件13之间的距离，等于第二编码组件112的第二狭缝122与第二编码组件112的第一编码信号接收组件13之间的距离。在使用同一光束入射时，可以使第一编码组件111的第一编码信号接收组件13和第二编码组件112的第一编码信号接收组件13接收到的表面等离激元的强度基本相等。同理，在第一编码组件111的第二狭缝122和第二编码组件112的第一狭缝121对齐的情况下，通过使第一编码组件111的第二编码信号接收元件14与第二编码组件112的第二编码信号接收元件14对齐，可以保证第一编码组件111的第二狭缝122与第一编码组件111的第二编码信号接收元件14之间的距离，等于第二编码组件112的第一狭缝121与第二编码组件112的第二编码信号接收元件14之间的距离。在使用同一光束入射时，可以使第一编码组件111的第二编码信号接收元件14和第二编码组件112第二编码信号接收元件14接收到的表面等离激元的强度基本相同。

可选地，将图5中的透明基底20的材料选为石英，金属层10的材料选为金，且金属层10的厚度设为230nm。沿垂直于第一狭缝121的延伸方向Z，设第一编码信号接收元件13的宽度为90nm，第二编码信号接收元件14的宽度为150nm；第一狭缝121和第二狭缝122的深度均设置为230nm，且第一狭缝121和第二狭缝122之间的距离设置为757nm。第一狭缝121和第二狭缝122沿第一狭缝121的延伸方向Z的长度设置为10μm。第一编码信号接收元件13和第二编码信号接收元件14的光栅结构的周期均设置为606nm，深度均设置为50nm，沿垂直于第一狭缝121的延伸方向的长度设置为10μm。选择真空波长为633nm的入射光，通过改变入射光的入射角度，可以得到不同的编码信息。

示例性地，当入射光的角度为26°时，第一编码组件111的第一狭缝121和第二狭缝122产生的向第一编码组件111的第一编码信号接收组件13方向传输的表面等离激元可以发生相长干涉，因此，第一编码组件111可以产生向第一编码组件111的第一编码信号接收组件13方向传输的表面等离激元。第一编码组件111的第一狭缝121和第二狭缝122产生的向第二编码组件112的第二编码信号接收组件14方向传输的表面等离激元可以发生相消干涉，因此，第一编码组件111不会产生向第一编码组件111的第二编码信号接收元件14方向传播的表面等离激元。因此，第一编码组件111的第一编码信号接收组件13在接收到表面等离激元时，可以产生编码信号1；第一编码组件111的第二编码信号接收元件14由于无法接收表面等离激元，第一编码组件111的第二编码信号接收元件14产生编码信号0。同理，第二编码组件112的第一狭缝121和第二狭缝122产生的向第二编码组件112的第一编码信号接收组件13方向传输的表面等离激元可以发生相消干涉，因此，第二编码组件112不会产生向第二编码组件112的第一编码信号接收组件13方向传播的表面等离激元。因此，第二编码组件112的第一编码信号接收元件13产生编码信号0。第二编码组件112的第一狭缝121和第二狭缝122产生的向第二编码组件112的第二编码信号接收组件14方向传输的表面等离激元可以发生相长干涉，第二编码组件112可以产生向第二编码组件112的第二编码信号接收组件14方向传输的表面等离激元。因此，第二编码组件112的第二编码信号接收组件14在接收到表面等离激元时，可以产生编码信号1。因此，当入射光的角度为26°时，表面等离激元编码单元可以产生二进制为“1001”的编码信息。

当入射光的角度为16°时，根据类似的原理，可以使第一编码组件111的第一编码信号接收元件13、第二编码组件112的第一编码信号接收元件13以及第二编码组件112的第二编码信号接收元件14产生编码信号1，使第一编码组件111的第二编码信号接收元件14产生编码信号0。因此，当入射光的角度为16°时，表面等离激元编码单元可以产生二进制为“1011”的编码信息。

当入射光的角度为36.8°时，根据类似的原理，可以使第一编码组件111的第一编码信号接收元件13、第一编码组件111的第二编码信号接收元件14以及第二编码组件112的第二编码信号接收元件14产生编码信号1，使第二编码组件112的第一编码信号接收元件13产生编码信号0。因此，当入射光的角度为16°时，表面等离激元编码单元可以产生二进制为“1101”的编码信息。

当入射光的角度为13°时，根据类似的原理，可以使第一编码组件111的第一编码信号接收元件13、第一编码组件111的第二编码信号接收元件14、第二编码组件112的第一编码信号接收元件13以及第二编码组件112的第二编码信号接收元件14同时产生编码信号1。因此，当入射光的角度为13°时，整个表面等离激元编码单元可以产生二进制为“1111”的编码信息。

可以理解的是，上述4种编码信息，仅是本实施例提供表面等离激元编码单元的部分编码功能；如果进一步改变入射光的角度，该表面等离激元编码单元还可以产生其他的编码信息。需要说明的是，上述实施例列举了4种不同角度的入射光，在产生编码信号1时，第一编码信号接收元件13和第二编码信号接收元件14接收到的均是发生相长干涉的表面等离激元，设置这种结构的器件，可以使第一编码信号接收元件13和第二编码信号接收元件14均能够接收到强度比较大的表面等离激元，保证编码质量。但应该理解的是，通常，在第一狭缝121和第二狭缝122产生的表面等离激元不发生完全的相消干涉时，第一编码信号接收元件13或第二编码信号接收元件14也可以接收到一定强度的表面等离激元，从而得到编码信号1；但此时的表面等离激元的强度相对较弱，不利于编码质量的提高。

图6是本发明实施例提供的第一狭缝和第二狭缝的结构示意图。可选地，请参考图6，垂直于第一狭缝121的延伸方向Z，第一狭缝121的中心与第二狭缝122的中心之间的距离满足： 其中，d是第一狭缝121的中心与第二狭缝122的中心之间的距离；m和j是非负整数；kspp是表面等离激元在金属层的表面传播的波矢，且 k0是入射光在真空中对应的波矢， λ0是入射光在真空中的波长，εm是金属层的介电常数，εd是空气的介电常数。

具体地，当m和j都是非负整数时，(2m+2j+1)π为π的奇数倍，而kspp的取值取决于入射光在真空对应中的波矢k0，金属层的材料εm和空气的介电常数εd，在设置第一狭缝121的中心与第二狭缝122的中心之间的距离时，可以参考上述因素。

可选地，请继续参考图1，每组光栅结构的凹槽150的延伸方向均平行于第一狭缝121的延伸方向Z。具体地，当凹槽150的延伸方向与第一狭缝121的延伸方向Z平行时，表面等离激元的传输方向与凹槽150的延伸方向垂直，当表面等离激元相长干涉时，第一编码信号接收组件13或第二编码信号接收元件14接收到强度最大的表面等离激元。

可选地，光栅结构的光栅周期dg满足： 具体地，当光栅结构的周期满足上述关系时，光栅结构的周期的长度通常与表面等离激元的波长相等，因此，可以满足波矢匹配条件，使表面等离激元在传播至光栅结构时，可以被有效的转换成衍射光并输出，衍射光的传播方向垂直于金属层10，且向远离透明衬底20的方向传播。光栅周期dg的取值与表面等离激元在金属层的表面传播的波矢有关。需要说明的是，为保持光栅结构对表面等离激元的接收效果，可以将相邻的两个凹槽150之间的最小距离设置为大于或等于50nm。

可选地，沿垂直于第一狭缝的延伸方向Z，第一狭缝121以及第二狭缝122的宽度均小于入射光波长的1/2。示例性地，受衍射极限影响，对于同一编码组件11中的第一狭缝121和第二狭缝122，如果第一狭缝121的宽度超过入射光波长的1/2，来自第二狭缝122的表面等离激元在穿过第一狭缝121的上表面时，损耗会非常大，甚至导致编码组件11无法正常工作。

可选地，沿垂直于第一狭缝121的延伸方向Z，第一狭缝121和第二狭缝122的宽度均大于或等于50nm。

具体地，在保证第一狭缝121的中心与第二狭缝122的中心之间的距离满足 的情况下，将第一狭缝121的宽度设置为大于或等于50nm，并使第二狭缝122的宽度取值小于第一狭缝121，当采用紫外光、可见光以及红外光激发金属层10的表面等离激元时，均可以避免衍射极限。另外，如果入射光的波长比较大时，可以相应地增加第一狭缝121和第二狭缝122的宽度，以提高表面等离激元的信号强度。示例性地，如果入射光的波长为195nm，则可以选择第一狭缝121的宽度为80nm，并使第二狭缝122的宽度小于第一狭缝121的宽度。如果入射光的波长为1000nm的红外光，则可以选择第一狭缝121的宽度为400nm，以得到信号强度相对较大的表面等离激元。

可选地，沿第一狭缝121的延伸方向Z，第一狭缝121和第二狭缝122的长度相同，且第一狭缝121和第二狭缝122均大于或等于0.5μm，且小于或等于10μm。一般来说，沿第一狭缝121的延伸方向Z，当第一狭缝121和第二狭缝122的长度较大时，可以产生的表面等离激元的强度越大。在满足表面等离激元强度需要的情况下，可以根据表面等离激元编码单元的尺寸等因素，综合考虑第二狭缝122的长度取值。可以理解的是，本实施例提供的第一狭缝121和第二狭缝122的长度取值，仅作为优选实施例，而不是对第一狭缝121和第二狭缝122的长度取值的限制。

可选地，如果透明衬底20的光透性太低，光在透明衬底20中的衰减比较严重，入射光甚至不能穿过透明衬底20到达金属层10的表面；如果透明衬底20的光学透过率太高时，产生的表面等离激元的强度太大，不利于实际应用，可以通过选择适当的光学信号衰减器，以控制到达金属层20表面的光波的强度。在满足光透性的情况下，本实施例对透明衬底20的材料选择不做具体限定。可选地，透明衬底20的材料为二氧化硅、氧化铝或氟化镁等；选择上述三种材料作为透明衬底20，可以在不使用光学信号衰减器的情况下，使达到金属层10表面的光波的强度在比较理想的范围内。

可选地，金属层10的材料为金、银或铝。具体地，光在金、银或铝的表面，可以比较容易地激发出表面等离激元，以实现信息编码。一般情况下，金、银或铝可以在紫外光、可见光和红外光的照射下，均可以产生表面等离激元，是比较优良的表面等离激元的激发材料。

可选地，当金属层10的材料为金、银或铝时，可以选择电子束沉积或磁控溅射沉积等方式制备金属层10。在金属层10上形成第一狭缝121、第二狭缝122以及凹槽150时，可以选择聚焦离子束加工、电子束曝光或干法刻蚀工艺，也可以同时选择多种工艺相结合的方式。

可选地，金属层的厚度为大于或等于100nm，且小于或等于450nm。具体地，如果金属层10的厚度太小，具有一定深度的凹槽150的制备难度较大，容易造成凹槽150贯穿金属层10；如果金属层10的厚度太大，则在金属层表面产生的表面等离激元的强度会相应地减弱，所需要的入射光的强度较大，在激发形成入射光时，需要消耗较的能量，不利于节省成本。

可选地，请参考图4，沿垂直于第一狭缝121的延伸方向，凹槽150的横切面为矩形或圆形。具体地，图4中示例性地给出了一种横切面为矩形结构的凹槽150，横切面为矩形或圆形的凹槽150接收表面等离激元的能力较强，可以产生强度较大的衍射光，以得到比较可靠的编码结果。需要说明的是，在满足编码需要的情况下，本实施例对凹槽150的横切面的形状不作具体要求，凹槽150还可以是其他形状。

基于同一发明构思，本实施例还提供了一种等离激元编码芯片，包括多个上述任意实施例所述的表面等离激元编码单元。可选地，多个表面等离激元编码单元之间可以通过串联或并联的方式进行连接，以实现更大量的信息存储。

本实施例提供的表面等离激元编码芯片，通过在每个表面等离激元编码单元上设置至少两组编码组件，每组编码组件可以存储一组二进制信息，通过改变入射光的角度，可以使每个编码组件的第一编码信号接收元件和第二编码信号接收元件产生不同的编码信息，两组编码组件可以实现较大的存储密度。通过设置宽度不同的第一狭缝和第二狭缝，可以保证每个编码组件都可以产生完全的相消干涉，避免第一狭缝和第二狭缝产生的表面等离激元的相消干涉后仍存在部分的表面等离激元残留。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

一种表面等离激元编码单元及表面等离激元编码芯片专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。