CN1853131A - 光学元件 - Google Patents

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Abstract

一种光学元件，在具有第1和第2表面(20a)和(20b)、设置了从第1表面向第2表面连通的至少一个开口(30)的导电性薄膜(20)的第1和第2表面的至少一方上形成周期长不相同的第1和第2周期性表面形状(40a)和(40b)。第2周期性表面形状的周期长(P2)实质上等于第1周期性表面形状的周期长(P1)的1/2的奇数倍。这样，由所述第1周期性表面形状激励的表面等离激元－电磁耦子就受到所述第2周期性表面形状的奇数次布拉格反射，高效率地增强了向第1表面入射，通过开口而被传送到第2表面侧的光的强度。

Description

光学元件
技术领域
本发明涉及光学元件，特别是涉及具备直径为入射的光的波长以下的开口和周期性表面形状的导电性薄膜，可获得非常高的产量的光学元件。
背景技术
CD-ROM(compact disc-只读存储器)和DVD(数字视盘或数字多用盘)一类的光记录介质具有高记录密度、紧凑的设计、可携带性和耐用性等特长，而且其自身的价格和记录再生装置的价格也正在下降，所以越来越成为富有魅力的数据存储介质。并且，在这种光记录介质中，为了能记录更长时间的影像数据，期盼更高的记录密度。
为了使光记录介质的记录密度增加而超过现在的值，必须减小写入或读取数据的光束的尺寸。使用了通常的光学系，即聚光透镜时在其焦点的光斑点的尺寸主要由光束的波长和聚光透镜的数值孔径所决定。一般而言使用短波长的光源和具有高数值孔径的透镜就能减小光斑点的尺寸。可是在该方法中，存在所谓衍射界限所涉及的斑点尺寸界限，其尺寸是光源的波长的一半的程度。
最近，作为不受该衍射界限束缚的技术，近场光学技术引人注目。例如对波长以下的大小的微小的开口照射光束，使之透过(通过)，在其出口附近形成和其开口尺寸同程度的微小光斑点。如果利用它，使记录介质接近开口，就能期待实现不被光源的波长限定的微小的光斑点所涉及的微小的凹坑的写入或读出。
另一方面，利用了这样的近场光学技术的光学头存在必须解决的问题。即存在光的利用效率低，难以通过开口而进行光的充分的传送这样的问题。透过设置在金属膜上的波长λ以下的大小的开口(开口直径d)的光的功率，如H.A.Bethe在「微小孔所涉及的衍射理论(Theoryof Diffraction by Small Hall)」，Physical Review，66卷，163-182页(1944年)中记载的，与(d/λ)的4次方成比例而显著地衰减。因此，通过微小的开口的光传送，其潜在的问题是，用于读出则信噪比过低，用于写入则光强度过低，结果到现在还未获得采用了近场光学技术的实用的光学头。
为了打破这样的状况，使用具有小于光的波长的直径的开口列的金属薄膜，显著提高了透过开口列的光的透射率的光传送技术已有几种建议。例如，参照Ebbesen等的「口径小于波长的孔列所涉及的奇异光传送(Extraordinary optical transmission through sub-wavelength holearrays)」，Nature，391卷，667-669页(1988年2月12日)，日本专利公开公报11-72607号(或美国专利第5,973,316号)，日本专利公开公报2000-111851号(或美国专利第6,040,936号)，日本专利公开公报2000-171763号(或美国专利第6,236,033号)，或是日本专利公开公报2001-133618号(或美国专利第6,285,020号)。
根据这些建议，按周期性的排列来配置开口，或与开口联系起来在金属薄膜上设置周期性的表面形状，照射在金属薄膜上的光透过设置在金属膜上的具有波长以下的直径的1个以上的开口的光强度，与没有周期性的开口和表面形状的场合相比，就会大幅度增加。根据实验验证，其增加率达到1,000倍。该增加在向金属薄膜入射的光与被金属薄膜激励的表面等离激元模式(プラズモン·モ一ド)共鸣地互相作用时产生。
还有，为了改善近场光记录用头微弱的透过光量，在金属膜上设置波长以下的大小的开口和周期性的表面形状，利用周期性的表面形状所产生的表面等离激元增强效果(surface plasmon-enhancement)的具有非常高的透过光功率密度和分辨率的光记录装置用的读出/写入头也已经被建议。例如，参照日本专利公开公报2001-291265号。在该建议所涉及的光记录头中，借助于在金属膜上形成了的开口和在金属膜的表面的至少一方上设置了的周期性的表面形状，向金属膜的表面的一方入射的光与金属膜的表面的至少一方上的表面等离激元模式互相作用，由此使通过贯通金属膜的开口的透过光增大。
可是，在利用了上述现有表面等离激元的高效率光透过技术中，也未获得充分的光透过效率，至今也未实现表示出充分的传送效率的直径小于波长的开口器件。
另一方面，在金属膜的表面上被激励了的表面等离激元可以作为表面等离激元一电磁耦子(プラズモン·ポラリトン；plasmons-polaritons)在金属膜的表面传播。并且，表面等离激元一电磁耦子所涉及的传播与通常的光同样，由于周期构造而产生布拉格反射(Bragg reflection)，这一点已有报道。还有，在金属膜表面传播的表面等离激元一电磁耦子，在设置在金属膜表面上的周期性的表面形状的周期具备与布拉格反射条件非常接近的周期长的场合，周期性的表面形状就作为反射镜而起作用，效率很好地进行反射，这一点也有报道。例如，参照H.Ditlbacher，et a1.，“Two-dimensional optics with surfaceplasmon polaritons”，Applied Physics Letters，81，p1762(2002年9月2日))。
然而，H.Ditlbacher等也只报道了金属膜表面的反射镜功能。
如上所述，通过波长以下的开口的光的传送是非常困难的，还有，为了解决这一点而利用靠表面等离激元效应放大了的透过光，这方面已有几种建议，不过，能获得的透过光对入射光的利用效率仍然不充分。
发明内容
鉴于此，本发明的目的在于使得可在具备具有开口和周期性表面形状的导电性薄膜的光学元件中高效率地传送光。
在利用靠表面等离激元效应放大了的透过光时，为了提高能获得的透过光对入射光的利用效率，效率很好地利用借助于周期构造而转换为表面等离激元的能量，抑制能量的散逸这一点是很重要的。即，借助于布拉格反射而效率很好地返还散逸到周期构造的外侧的能量，从而可实现高效率的光透过。
本发明的第1要旨所涉及的光学元件，具备导电性薄膜，该导电性薄膜具有第1和第2表面并且具有从第1表面向第2表面连通的至少一个开口和在第1和第2表面中的至少一个表面上设置了的周期性表面形状，与没有周期性表面形状的场合相比，增强了向第1表面入射，通过开口，传送到第2表面侧的光的强度，其特征在于，周期性表面形状具有周期长不相同的第1和第2周期性表面形状，第2周期性表面形状的周期长实质上等于第1周期性表面形状的周期长的1/2的奇数倍。
此处，第2周期性表面形状的周期长只要是由第1周期性表面形状激励的表面等离激元-电磁耦子受到第2周期性表面形状的奇数次布拉格反射的周期长即可。为了获得奇数次布拉格反射的效果，把第1周期性表面形状的周期长设为P1，把第2周期性表面形状的周期长设为P2时，P2/P1必须处于0.5的奇数倍±0.2的范围内，在该范围内可获得显著的光透射率的增大。
并且，第1和第2周期性表面形状可以设置在第1或第2表面同一面上。第1周期性表面形状配置成与光入射的区域对应，使得向一个表面入射的光向设有第1周期性表面形状的区域照射。还有，第2周期性表面形状配置在第1周期性表面形状的外侧。再有，使得设有上述第1周期性表面形状的区域比上述光入射的区域大，使得向第1周期性表面形状照射的光的光束直径比具有第1周期性表面形状的区域小。这样就能获得更高的效果。此处，光的光束直径定义为光的强度成为峰值强度的1/e2的宽度。
还有，本发明的第2要旨所涉及的光学元件，周期地设置了从第1表面向第2表面连通的多个开口，与多个开口不是周期性的时相比，增强了通过多个开口而被传送的光的强度，其特征在于，把周期性地设置了的多个开口设为第1周期性开口，具备以与第1周期性开口的周期长不相同的周期长形成了的由与从第1表面向第2表面连通的上述多个开口不相同的另外的多个开口组成的第2周期性开口或是在第1和第2表面中的任意一方表面上形成了的周期性表面形状，第2周期性开口或是周期性表面形状的周期长实质上等于第1周期性开口的周期长的1/2的奇数倍。
此处，第2周期性开口或是周期性表面形状的周期长只要是由第1周期性开口激励的表面等离激元一电磁耦子受到第2周期性开口或是周期性表面形状的奇数次布拉格反射的周期长即可。为了获得奇数次布拉格反射的效果，把第1周期性开口的周期长设为P1，把第2周期性开口或是周期性表面形状的周期长设为P2时，P2/P1必须处于0.5的奇数倍±0.2的范围内，在该范围内可获得显著的光透射率的增大。
并且，为使得向一个表面入射的光向设有第1周期性表面形状的区域照射，配置成第1周期性开口与上述光入射的区域对应。第2周期性开口或是周期性表面形状配置在第1周期性开口的外侧。使得设有上述第1周期性表面形状的区域比上述光入射的区域大，使得向第1周期性开口照射的光的光束直径比形成了第1周期性开口的区域小。这样就能获得更高的效果。
还有，本发明的第3要旨所涉及的光学元件，具备导电性薄膜，该导电性薄膜具有第1和第2表面并且具有从第1表面向第2表面连通的至少一个开口和在第1和第2表面中的至少一个表面上设置了的周期性表面形状，与没有周期性表面形状的场合相比，增强了向第1表面入射，通过开口，传送到第2表面侧的光的强度，其特征在于，周期性表面形状设置在第2表面上，且该周期性表面形状的周期长实质上等于被传送的光的强度被增强的波长λ除以与第2表面实质上邻接的介质的等效折射率nd所得的值λ/nd的1/2的奇数倍。或是其特征在于，当被传送的光的强度被增强的波长为λ，导电性薄膜的介电常数为εm，与第2表面实质上邻接的介质的介电常数为εd时，周期性表面形状的周期长实质上等于λ/(εm·εd/(εm+εd))1/2的1/2的奇数倍。
此处，只要设置在第2表面上的周期性表面形状处的表面等离激元-电磁耦子在该周期性表面形状中受到奇数次布拉格反射即可。为了获得奇数次布拉格反射的效果，被传送的光的强度被增强的波长λ除以与第2表面实质上邻接的介质的等效折射率nd所得的值λ/nd和周期性表面形状的周期长P3的比P3/(λ/nd)处于0.5的奇数倍±0.2的范围内即可。或是，当被传送的光的强度被增强的波长为λ，导电性薄膜的介电常数为εm，与第2表面实质上邻接的介质的介电常数为εd时，周期性表面形状的周期长P3的关系式P3/λ/(εm·εd/(εm+εd))1/2处于0.5的奇数倍±0.2的范围内即可。在该范围内可获得显著的光透射率的增大。另一方面，该构造进一步的效果在于可使通过开口而被传送的光的强度在开口近旁很强地集中起来。即，在周期性表面形状的周期长P3为上述范围内的场合，可使出射侧的开口近旁的光的强度显著地增大。
还有，本发明的第4要旨所涉及的光学元件，其特征在于，组合了上述第1要旨所涉及的构造和上述第3要旨所涉及的构造。即，第4要旨所涉及的光学元件，具备导电性薄膜，该导电性薄膜具有第1和第2表面并且具有从第1表面向第2表面连通的至少一个开口和在第1和第2表面上设置了的多个周期性表面形状，与没有多个周期性表面形状的场合相比，增强了向第1表面入射，通过开口，传送到第2表面侧的光的强度，其特征在于，作为多个周期性表面形状，具有在第1表面上设置了的周期长互不相同的第1和第2周期性表面形状和在第2表面上设置了的第3周期性表面形状，第2周期性表面形状的周期长实质上等于第1周期性表面形状的周期长的1/2的奇数倍，第3周期性表面形状的周期长实质上等于被传送的光的强度被增强的波长λ除以与第2表面实质上邻接的介质的等效折射率nd所得的值λ/nd的1/2的奇数倍。或是其特征在于，当被传送的光的强度被增强的波长为λ，导电性薄膜的介电常数为εm，与第2表面实质上邻接的介质的介电常数为εd时，第3周期性表面形状的周期长实质上等于λ/(εm·εd/(εm+εd))1/2的1/2的奇数倍。
此处，第2周期性表面形状的周期长只要是由第1周期性表面形状激励的表面等离激元-电磁耦子受到第2周期性表面形状的奇数次布拉格反射的周期长即可。为了获得奇数次布拉格反射的效果，把第1周期性表面形状的周期长设为P1，把第2周期性表面形状的周期长设为P2时，P2/P1必须处于0.5的奇数倍±0.2的范围内，在该范围内可获得显著的光透射率的增大。还有，设置在第2表面上的第3周期性表面形状设置成其上的表面等离激元-电磁耦子在设置在第2表面上的第3周期性表面形状处受到奇数次布拉格反射。为了获得奇数次布拉格反射的效果，被传送的光的强度被增强的波长λ除以与第2表面实质上邻接的介质的等效折射率nd所得的值λ/nd和第3周期性表面形状的周期长P3的比P3/(λ/nd)处于0.5的奇数倍±0.2的范围内即可。或是，当被传送的光的强度被增强的波长为λ，导电性薄膜的介电常数为εm，与第2表面实质上邻接的介质的介电常数为εd时，第3周期性表面形状的周期长P3的关系式P3/λ/(εm·εd/(εm+εd))1/2处于0.5的奇数倍±0.2的范围内即可。在这样的范围内可获得显著的光透射率的增大。另一方面，该构造进一步的效果在于可使通过开口而被传送的光的强度在开口近旁很强地集中起来。即，在第3周期性表面形状的周期长P3为上述范围内的场合，可使出射侧的开口近旁的光的强度显著地增大。
还有，根据本发明，提供一种光记录介质用的光学头。该光学头是借助于来自光源的光而在光记录介质上至少记录信息的光学头，具备：对光源的输出光进行导波的导波单元；对由导波单元进行了导波的光进行聚光的聚光单元；以及上述本发明的第1至第4要旨所涉及的光学元件中的任意一种。光学元件配设成使其开口接近光记录介质，向光记录介质照射被聚光了的光的一部分。
根据上述构成，就能获得可使来自微小开口的出射光强度提高到向光记录介质的记录所必要的值以上，按以前没有的高密度来记录信息的光学头。
还有，本发明提供一种光记录装置。该光记录装置，为了借助于来自光源的光在光记录介质上记录信息，具备上述光学头。
根据上述构成，就能获得按以前没有的高密度来记录信息的光记录装置。
还有，提供一种采用本发明的光学元件，只使来自光源的光的特定的波长的光聚光的聚光装置。
再有，提供一种采用本发明的光学元件，只使来自光源的光的特定的波长的光聚光而照射试料的近场光学显微镜。
附图说明
图1是本发明的第1实施方式所涉及的光学元件的剖视图，
图2(A)是表示图1所示的光学元件上的导电性薄膜的第1表面的平面图，
图2(B)是表示图1所示的光学元件上的导电性薄膜的第2表面的平面图(仰视图)，
图3是表示图1的光学元件的第1变形例的剖视图，
图4(A)是表示图1的光学元件的第2变形例中的导电性薄膜的第1表面的平面图，
图4(B)是表示第2变形例中的导电性薄膜的第2表面的平面图(仰视图)，
图5(A)是表示图1的光学元件的第3变形例中的导电性薄膜的第1表面的平面图，
图5(B)是表示第3变形例中的导电性薄膜的第2表面的平面图(仰视图)，
图6(A)是表示图1的光学元件的第4变形例中的导电性薄膜的第1表面的平面图，
图6(B)是表示第4变形例中的导电性薄膜的第2表面的平面图(仰视图)，
图7(A)是表示图1的光学元件的第5变形例中的导电性薄膜的第1表面的平面图，
图7(B)是表示第5变形例中的导电性薄膜的第2表面的平面图(仰视图)，
图8(A)是用于说明现有构造的光学元件的作用的图，
图8(B)是用于说明图1的光学元件的作用的概念图，
图9是表示图1的光学元件中的周期性表面形状的周期长和透过光的放大率的相关的坐标图，
图10(A)是现有构造的光学元件中的电场分布图，
图10(B)是图1的光学元件中的电场分布图，
图11是本发明的第2实施方式所涉及的光学元件的剖视图，
图12是表示图11的光学元件的第1变形例的图，
图13是表示图11的光学元件的第2变形例的图，
图14(A)是用于说明现有构造的光学元件中的作用的概念图，
图14(B)是用于说明图11的光学元件中的作用的概念图，
图15是表示图11的光学元件中的周期性表面形状的周期长和光强度的放大率的相关的坐标图，
图16(A)是包含现有构造的光学元件中的电场分布图，
图16(B)是图12的光学元件的电场分布图，
图17是表示本发明的光学头的一实施方式的图，
图18是表示本发明的光记录再生装置的一实施方式的图，
图19(A)是表示本发明的聚光装置的一实施方式的图，
图19(B)是表示本发明的聚光装置的其它实施方式的图，
图20是表示本发明的近场显微镜的一实施方式的图。
具体实施方式
(实施方式1)
其次，参照附图来说明本发明的实施方式。
图1、图2(A)和(B)是表示本发明的第1实施方式所涉及的光学元件10的图。光学元件10具有包含第1表面20a和第2表面20b的导电性薄膜20。入射光向导电性薄膜20的第1表面20a照射。导电性薄膜20具有直径为d的至少1个孔，即开口30。导电性薄膜20由金属或是掺杂处理了的半导体材料组成，优选的是铝、银、金、铬等。特别是在使用可见光区域的光作为入射光的场合，从光学损失的观点来看优选的是银，不过，不限于此。
导电性薄膜20在第1表面20a和第2表面20b的至少一方(本实施方式为第1表面20a，不过也可以在两面上)上具有第1周期性表面形状40a，并且具有周期长与第1周期性表面形状不相同的第2周期性表面形状40b。
第1周期性表面形状40a与入射光对应而设置。具体而言，第1周期性表面形状40a设置在与入射光照射的区域相同或者比其略大的区域上。换句话说，第1周期性表面形状40a设置成入射光照射在第1周期性表面形状40a被设置了的区域内。在这些区域为圆形的场合，第1周期性表面形状40a形成为第1周期性表面形状40a被设置了的区域的直径比入射光的光束直径大。另外，光的光束直径定义为光的强度成为峰值强度的1/e2的宽度。
第2周期性表面形状40b设置在第1周期性表面形状40a被设置了的区域的周围。第2周期性表面形状40b的周期长P2是第1周期性表面形状40a的周期长P1的约1/2的奇数倍(可以看作实质上等于1/2的奇数倍的值)。图1和图2(A)表示第2周期性表面形状40b的周期长P2为第1周期性表面形状40a的周期长P1的约1/2的场合，不过，如图3所示，第2周期性表面形状40b的周期长P2也可以为第1周期性表面形状40a的周期长P1的约3/2。
周期性表面形状是指从某基准面隆起了的区域和/或沉降了的区域周期性或规则性地反复(例如，规则性的二维格子状或是同心圆状)被排列的形状。此处，周期性表面形状这种用语必须区别于贯通导电性薄膜20的全厚的开口30。即，周期性表面形状这种用语用于叙述不贯通导电性薄膜20的全厚，而且不是开口的表面的周期性突起或洼坑。周期性表面形状能以任意形式来形成。对一个开口在其周边配置周期性表面形状的场合，优选的是以开口为中心的同心圆状地配置了的多个洼坑、突起，或是同心圆状的多个槽或突起。不过，本发明的意图不受周期性表面形状的任何特定尺寸限定。
在图1(图3也同样)的上部用箭头记号表示的具有Iincident的强度的入射光射向导电性薄膜20的第1表面20a，从导电性薄膜20的第2表面20b内的开口30，作为具有被增大了的强度Ioutput的在图1的下部用箭头记号表示的输出光而被传送。在光通过该构造向相反方向移动了的场合，即，如果光向第2表面20b入射，从第1表面作为输出光被传送了的场合，传送强度的增大也会发生，这是应该关注的。
开口30的直径d，为了最大限度增强传送强度，获得最高分辨率，优选的是比向开口30上入射的入射光的波长小。即，优选的是出射侧的开口具有小于波长的直径。
导电性薄膜20的厚度以t来表示，导电性薄膜20必须充分厚，成为光学性不透明的。即，厚度t必须大于入射光的渗透厚。
图1至图3表示没被支承的薄的导电性薄膜20。即，导电性薄膜20没与支承构造(基板)邻接或粘着。不过，在本发明中是使导电性薄膜沉积在玻璃或石英上，也可以在基板上固定薄的导电性薄膜20。
在使用基板时，可以在导电性薄膜20的露出表面或是对基板的界面侧表面中的任意一个上设置周期性表面形状。在导电性薄膜的对基板界面侧的表面上设置周期性表面形状的场合，例如在基板表面上制作图形的底片，在形成了底片图形的基板上沉积导电性薄膜，就能在导电性薄膜上设置周期性表面形状。
在图1和图3中描述为开口30从第1表面向第2表面连通。换句话说，开口30在图1和图3中表示为贯通导电性薄膜20的全厚。不过，开口30不贯通导电性薄膜20也是可以的，光学上充分薄，即残留薄于入射光的渗透厚的程度的导电性薄膜也是可以的。例如，在导电性薄膜固定在基板上，打算从对基板侧的相反侧形成开口的场合，贯通导电性薄膜的全厚地形成开口，从而避免对基板表面带来损坏，因此，不贯通开口，残留光学上充分薄的程度的导电性薄膜也是可以的。
再有，图1至图3所示的开口30是圆形，不过，不超出本发明的范围，它们的形状也可以是其它形式，例如微缝形、长方形、多边形或椭圆形这些形状。如上所述，从本发明的主旨来看，在获得波长以下的高分辨率特性的基础上，优选的是，出射侧的开口具有比波长小的直径，在开口为微缝、长方形、椭圆形的场合，优选的是至少其短轴方向的长度比波长小。
还有，在图1至图3中，第1和第2周期性表面形状40a、40b为同心圆状，不过，周期性表面形状不限于以同心圆状形成的东西。例如图4(A)和(B)所示，也可以把在开口30的周围以第1间隔(周期长)排列为格子状的多个洼坑作为第1周期性表面形状，把在其外侧以与第1间隔不相同的第2间隔(周期长)排列为格子状的另外多个洼坑作为第2周期性表面形状来形成。还有，如图5(A)和(B)所示，也可以把沿着规定方向以第1间隔(周期长)平行配置了的(一维周期排列的)多个槽作为第1周期性表面形状，把以与第1间隔不相同的第2间隔互相平行配置了的另外多个槽作为第2周期性表面形状。
再有，在图1至图3中，只表示了1个开口30，不过，如图6(A)和(B)或图7(A)和(B)所示，也可以以第1周期长周期性地形成多个开口30，作为第1周期性开口。在该场合，在第1周期性开口的周围形成以与第1周期长不相同的第2周期长周期性地配置了的第2周期性开口31(图6)或是周期性表面形状40b(图7)。此处，第2周期性开口31是从第1表面20a到第2表面20b贯通的多个孔，周期性表面形状40b是在第1表面20a和/或第2表面20b上形成了的多个洼坑。
还有，未图示，不过，也可以以同心圆状地配置了的多个开口来构成第1周期性开口(相当于图6的30)。同样，也可以以同心圆状地配置了的多个开口来构成第2周期性开口(相当于图6的3 1)。还有，也可以按同心圆状来配置多个洼坑，作为代替第2周期性开口(相当于图7的40b)的周期性表面形状。
此处，采用图8(A)和(B)所示的概念图来说明本发明的光学元件的作用。
图8(A)用于说明现有构造的作用。具有Iincident的强度的入射光(光束直径DL)借助于在导电性薄膜20上形成了的第1周期性表面形状40a而与表面等离激元模式互相作用，从开口30到第2表面侧作为被增大了的具有强度Ioutput的输出光被传送。可是，借助于第1周期性表面形状40a而从光转换为表面等离激元的能量的一部分在导电性薄膜20的表面上，即导电性薄膜20和电介质的界面上作为表面等离激元-电磁耦子而传播，如空心箭头所示，在第1周期性表面形状外侧散逸了。另一方面，在图8(B)所示的本发明的光学元件的场合，在第1周期性表面形状的外侧传播的表面等离激元-电磁耦子由于第2周期性表面形状而受到布拉格反射，因而就能使以前散逸了的能量效率很好地集聚到开口30中，获得通过开口的高效率的光透过。
其次，说明对于第1周期性表面形状或是第1周期性开口的周期长P1，考虑了表面等离激元模式之后优选的尺寸。
在具有周期长P1的周期构造的导电性薄膜上的表面等离激元的激励条件，根据动量守恒原理，一般表示如下。
ksp＝kx+i·G                               (式1)
此处，ksp是在导电性薄膜和电介质的界面产生的表面等离激元的波数矢量，kx是入射光在导电性薄膜的面内方向，即切线方向的波数矢量成分，G是周期构造的倒晶格矢量(G＝2π/P1)，i是任意的整数。
还有，表面等离激元的波数矢量ksp的绝对值由以下的分散关系式给出。
|ksp|＝(ω/c)·(εm·εd/(εm+εd))1/2     (式2)
此处，ω表示入射光的角频率，c表示光的速度，εm表示导电性薄膜的介电常数，εd表示与导电性薄膜邻接的电介质的介电常数，有εm＜0，|εm|＞εd的关系。
在使光垂直入射到导电性薄膜上的场合，有效地激励表面等离激元模式，被传送到出射侧的光的强度最被增强的波长λ由组合了上述式1和上述式2的下式来表示。
λ＝P1·(εm·εd/(εm+εd))1/2                   (式3)
另一方面，借助于周期长P1的周期构造而转换为表面等离激元的能量作为表面等离激元-电磁耦子而在导电性薄膜和电介质的界面传播。此时，波数矢量ksp的表面等离激元-电磁耦子借助于周期长P2的周期构造而受到布拉格反射的条件由下式来表示。
2·P2＝m·(2·π/ksp)                             (式4)
此处，m一般对任意的整数成立，不过，为了获得强的布拉格反射的效果，通常m限于奇数。并且，考虑到表面等离激元-电磁耦子随传播距离而衰减这一点，m小的话效率高，从效率方面来看优选的是m＝1。另一方面，从制作上的显微组织的形成困难程度来看，在选择m＝1困难的场合，优选的是选择m＝3。
在使光垂直入射到导电性薄膜上的场合，为使得借助于周期长P1的周期构造而有效地激励表面等离激元模式，并且传播的表面等离激元一电磁耦子借助于周期长P2的周期构造而效率很好地受到布拉格反射的P1和P2关系根据上述式1和上述式4，导出如下。
P2＝(m/2)·P1                                     (式5)
根据该式可知，存在P2/P1＝m/2的关系时，入射光效率就很好地通过开口而被传送。
实际制作了周期长P2不相同的多个光学元件，测量了其透过光的放大率。
各光学元件的制作是首先在石英基板上使厚300nm的银通过DC溅射法而成膜。其次，采用聚焦离子束(FIB)，使得周期长P1＝600nm，深度100nm，周期数10而形成了成为第1周期性表面形状40a的同心圆状的槽。接着在其外侧，使得周期长P2＝150～1650nm，深度100nm，周期数10而形成了成为第2周期性表面形状40b的同心圆状的槽。此时，第1周期性表面形状40a上的处于最外侧的同心圆状的槽的外径是约12μm的程度。还有，槽的宽度设为1周期的一半。此后，在同心圆状的周期性表面形状中心采用FIB加工来形成直径100nm的微小的圆形的开口，制成光学元件10。还有，除了这些光学元件以外，也同时制作了没有第2周期性表面形状的元件，作为透过光增大效果的确认用的试料。
首先，对于没有第2周期性表面形状的元件，测量了光透过谱，在该构成的元件中确认了透过峰值在约650nm附近出现。其次，以波长650nm的半导体激光器为光源，对于没有第2周期性表面形状的元件和有第2周期性表面形状的元件(光学元件10)调查了来自开口的光透过强度。采用显微分光装置在开口正上方的位置测量了来自开口的光透过强度。设激光垂直照射作为第1周期性表面形状的同心圆状的区域的中心，照射面上的光束直径为约12μm。
图9表示测量结果，即第2周期性表面形状的周期长P2所对应的透过光的放大率。此处，图的横轴为第2周期性表面形状的周期长P2对第1周期性表面形状的周期长P1的比P2/P1。还有，透过光的放大率由下式算出。
透过光的放大率＝
          (来自有第2周期性表面形状的元件的开口的光透过强度)
          /(来自没有第2周期性表面形状的元件的开口的光透过强度)
                                                (式6)
如图9所示，透过光的放大率当P2/P1的值为接近0.5、1.5和2.5的值时，即相当于接近1/2的奇数倍的值(可以看作实质上等于1/2的奇数倍的值)时，表示出显著的增大。对1/2的奇数倍的偏差量大的话，增大效果就急速减少，不过，当P2/P1的值处于0.5的奇数倍±0.2范围内时，获得了显著的透过光的增大。透过光的放大率成为1.2以上的P2/P1的范围是0.32～0.57、1.42～1.62和2.43～2.64。还有，P2/P1的值为0.5、1.5和2.5时的透过光的放大率分别是1.34、1.35和1.31。给出透过光的放大率的最大值的P2/P1的值多少偏离了0.5的奇数倍，可以推测，这是因为借助于周期性表面形状而效率很好地进行耦合或是布拉格反射的表面等离激元-电磁耦子的波数矢量ksp不仅依赖于周期长，而且多少依赖于槽深度、槽形状。
另一方面，对于第2周期性表面形状所涉及的布拉格反射的效果，借助于电磁场计算进行了确认。图10(A)和(B)表示现有构造和本发明的光学元件中的电场的绝对值的分布。电场分布，以开口30为对称面，只表示了单侧的区域(第10图(A)的上部的以虚线表示的区域R(计算区域))。还有，不考虑基板，相当于导电性薄膜20的银的周围全部为空气。现有构造的周期性表面形状的周期长和第1周期性表面形状的周期长P1为600nm，第2周期性表面形状的周期长P2为300nm，还有，入射光的波长λ为650nm。根据图10(A)，在现有构造中，能量散逸在第1周期性表面形状外侧，而在图10(B)的本发明的光学元件的场合，借助于第2周期性表面形状而抑制了能量的散逸，这一点在视觉上可以确认。
如上所述，根据本实施方式，开口具有波长以下的直径，导电性薄膜具有该开口和周期长不相同的2个周期性表面形状，在具备该导电性薄膜的光学元件中，对于第1周期性表面形状的周期长，使第2周期性表面形状的周期长实质上等于1/2的奇数倍，从而使向第1周期性表面形状的外侧散逸的能量借助于第2周期性表面形状而效率很好地受到布拉格反射，从而提高效率，实现高效率的光透过。
还有，根据本实施方式，导电性薄膜具有以第1周期长排列了的第1周期开口和以第2周期长排列了的第2周期开口或周期性表面形状，在具备该导电性薄膜的光学元件中，对于第1周期长，使第2周期长实质上等于1/2的奇数倍，从而使向第1周期性开口的外侧散逸的能量借助于第2周期性开口或周期性表面形状而效率很好地受到布拉格反射，从而提高效率，实现高效率的光透过，这是其效果。
(实施方式2)
其次，参照图11至图13来说明本发明的第2实施方式。
图11是表示本实施方式所涉及的光学元件10的图。光学元件10具有包含第1表面20a和第2表面20b的导电性薄膜20。入射光向导电性薄膜20的第1表面20a照射。导电性薄膜20具有直径为d的至少1个孔，即开口30。
导电性薄膜20在导电性薄膜20的第2表面20b上具备第3周期性表面形状40c。此处，把在第2表面20b上形成了的周期性表面形状40c称为第3周期性表面形状，这是因为如图12或是图13所示，可以把图1或是图3所示的第1和第2周期性表面形状40a和40b组合起来。第3周期性表面形状40c的周期长P3是光源的波长λ除以实质上与第2表面20b邻接的介质的等效折射率nd所得的值λ/nd的约1/2的奇数倍(可以看作实质上等于1/2的值)。还有，第3周期性表面形状40c的周期长P3，在光源的波长λ处的银的介电常数为εm，与第2表面实质上邻接的介质的介电常数为εd时，是λ/(εm·εd/(εm+εd))1/2的约1/2的奇数倍(可以看作实质上等于1/2的值)。
在导电性薄膜的第1表面上可以具备周期性表面形状，也可以不具备，还有，可以具备周期长不相同的多个周期性表面形状。在第1表面上具备多个周期性表面形状的场合，周期性表面形状的周期长可以包含上述实施方式1所示的构造。图12和图13，如上所述，分别表示图1和图3所示的第1和第2周期性表面形状组合了的构造。在图12和图13各自中，在第1表面上具备第1周期性表面形状40a，并且具备周期长与第1周期性表面形状不相同的第2周期性表面形状40b。第2周期性表面形状40b的周期长P2是第1周期性表面形状40a的周期长P1的约1/2奇数倍(可以看作实质上等于1/2的整数倍的值)。此处，图12表示第2周期性表面形状40b的周期长P2为第1周期性表面形状40a的周期长P1的约1/2，并且第3周期性表面形状40c的周期长P3为λ/nd的约1/2或λ/(εm·εd/(εm+εd))1/2约1/2的场合，图13表示分别为约3/2的场合。
在图11至图13的上部用箭头记号表示的具有Iincident的强度的入射光，在射向导电性薄膜20的第1表面20a，从导电性薄膜20的第2表面20b内的开口30，作为具有被增大了的强度Ioutput的在图11至图13的下部用箭头记号表示的输出光而被传送。
图11至图13表示没被支承的薄的导电性薄膜20。即，导电性薄膜20没与支承构造(基板)邻接或粘着。不过，在本发明中是使导电性薄膜沉积在玻璃或石英上，也可以在基板上固定薄的导电性薄膜20。
此处，采用图14(A)和(B)所示的概念图来说明本发明的光学元件的作用。
图14(A)用于说明现有构造的作用。具有Iincident的强度的入射光照射到导电性薄膜20的第1表面20a，穿过开口30来到第2表面侧的光借助于在导电性薄膜上形成了的周期性表面形状而与表面等离激元模式互相作用，作为被增大了的具有强度Ioutput的输出光而被传送。此处，在第2表面20b，即作为入射光照射的表面的相反侧的出射侧的面上形成了周期性表面形状，在这样的构造中也是入射光与表面等离激元模式互相作用，出射被增强了的光。此时，用于激励表面等离激元的周期性表面形状的周期长和波长的关系由上述式3给出。可是，借助于周期性表面形状而转换成的能量的一部分在导电性薄膜的表面上，即导电性薄膜和电介质的界面上作为表面等离激元-电磁耦子而传播，在周期性表面形状的外侧散逸了。并且，根据衍射条件而在周期性表面形状的垂直方向放射借助于周期性表面形状而转换成的能量的一部分。即，从偏离了开口近旁的位置也会放射光，作为用于从开口近旁获得强的光的构造，效率低。
另一方面，在图14(B)所示的本发明的光学元件的场合，从开口出射的光借助于第3周期性表面形状而与表面等离激元模式互相作用，作为表面等离激元一电磁耦子而传播。此处，第3周期性表面形状也满足表面等离激元-电磁耦子的奇数次布拉格反射条件，从而抑制了向第3周期性表面形状的外侧散逸的能量，而且也抑制了向周期性表面形状的垂直方向衍射、放射的能量，因而可效率很好地利用能量，可获得高效率的光透过和向开口近旁的有效的能量的集中。
其次，对于周期性表面形状的周期长P3的优选的尺寸进行说明。
向表面20a入射了的光通过开口30而被传送，从开口30出射到第2表面20b侧的光与第3周期性表面形状的表面等离激元模式互相作用，作为表面等离激元-电磁耦子而传播。表面等离激元一电磁耦子借助于周期长P3的周期构造而受到布拉格反射的条件是把上述式4的P2置换为P3来记述的，并且组合上述式2来导出P3和波长λ的关系如下。
P3＝(m/2)·(λ/(εm·εd/(εm+εd))1/2)        (式7)
此处，m一般对任意的整数成立，不过，为了抑制向第3周期性表面形状的垂直方向的衍射，m限于奇数。并且，考虑到表面等离激元-电磁耦子随传播距离而衰减这一点，m小的话效率高，从效率方面来看优选的是m＝1。另一方面，从制作上的显微组织的形成困难程度来看，在选择m＝1困难的场合，优选的是选择m＝3。
还有，假定|εm|＞＞εd的话，式7可近似为下式。
P3(m/2)·(λ/nd)                             (式8)
此处，nd为εd1/2。
根据该式可以理解，当P3等于光源的波长λ除以与导电性薄膜邻接的电介质的介电常数nd所得的值的1/2的奇数倍时，图11的光学元件能效率很好地透过光。
实际制作了本实施方式所涉及的多个光学元件，测量了其透过特性。
各光学元件的制作是首先在石英基板上使厚300nm的银通过DC溅射法而成膜。其次，采用聚焦离子束(FIB)，使得周期长P3＝150～1050nm，深度100nm，周期数10而形成了成为第3周期性表面形状40c的同心圆状的槽。槽的宽度设为1周期的一半。此后，在同心圆状的周期性表面形状中心采用FIB加工来形成直径200nm的微小的圆形的开口，制成光学元件10。
透过特性的测量是首先对于周期长P3＝600nm的元件测量了光透过谱，在该构成的元件中确认了透过峰值在约650nm附近出现。其次，以波长650nm的半导体激光器为光源，对于周期长P3变化了的光学元件10调查了开口近旁的光强度。开口近旁的光强度的测量是使用近场光学显微镜测量了离开口约20nm的位置的光强度。设激光垂直照射第1表面的开口的中心，照射面上的光束直径为约12μm。
图15表示作为其测量结果的周期性表面形状的周期长P3所对应的光强度的放大率。此处，图的横轴为周期性表面形状的周期长P3对入射光的波长λ(＝650nm)的比P3/λ。还有，光强度的放大率由下式算出。
光强度的放大率＝
(离具有周期性表面形状的出射侧的开口约20nm的位置的光强度)
/(离具有周期性表面形状的周期长P3＝600nm的元件的出射侧的开口约20nm的位置的光强度)
                                                 (式9)
图15所示，光强度的放大率当P3/λ的值为接近0.5和1.5的值时，即相当于接近1/2的奇数倍的值(可以看作实质上等于1/2的奇数倍的值)时，表示出显著的增大。对1/2的奇数倍的偏差量大的话，增大效果就急速减少，不过，当P3/λ的值处于0.5的奇数倍±0.2范围内时，获得了显著的透过光的增大。光强度的放大率为1.15以上的P3/λ的范围是0.42～0.65和1.43～1.62。还有，P3/λ的值为0.5和1.5时的光强度的放大率分别为1.26和1.20。可以推测，借助于周期性表面形状而效率很好地进行耦合或是布拉格反射的表面等离激元-电磁耦子的波数矢量ksp不仅依赖于周期长，而且多少依赖于槽深度、槽形状，因而给出光强度的放大率的最大值的P3/λ的值多少偏离了0.5的奇数倍，。
图11的光学元件只在第2表面上具备周期性表面形状，在第1表面上不具备周期性表面形状，不过如上所述，如图12和图13所示，也可以在第1表面上具备图1或图3所示的第1和第2周期性表面构造。还有，在图12和图13中，导电性薄膜没与基板粘着，不过，也可以在石英上沉积导电性薄膜来作成。在该场合，第1周期性表面形状的周期长P1是采用石英基板的介电常数εd(折射率nd为nd＝εd1/2)，由上述式2来决定的。还有，在图12中表示了第2周期性表面形状的周期长P2为约P1/2的场合，不过，从作成的容易性的观点来看，如图13所示，P2也可以形成为约P1·3/2。作成可以这样进行：首先在石英基板上采用使用了聚焦离子束(FIB)或是电子束曝光的图形成形法，形成成为第1周期性表面形状40a的同心圆状的槽和在其外侧的成为第2周期性表面形状40b的同心圆状的槽，再在其上采用DC溅射法使成为导电性薄膜20的银成膜，再在成膜了的银的表面上采用FIB形成成为第3周期性表面形状40c的同心圆状的槽，最后在同心圆状的周期性表面形状的中心，采用FIB形成微小的开口。
另一方面，借助于电磁场计算确认了第3周期性表面形状所涉及的布拉格反射的效果。图16表示第3周期性表面形状为现有构造的东西和本发明的光学元件中的电场的绝对值的分布。此处是在第1表面上具有图1的第1周期性表面形状和第2周期性表面形状的东西。还有，不考虑基板，相当于导电性薄膜20的银的周围全部为空气。第1周期性表面形状的周期长P1是600nm，第2周期性表面形状的周期长P2是300nm，现有构造中的第3周期性表面形状的周期长是600nm，本发明的光学元件中的第3周期性表面形状的周期长P3是300nm，还有，入射光的波长λ是650nm。电场分布，以开口30为对称面，只表示了单侧的区域(第16图(A)的上部的以虚线表示的区域R(计算区域))。根据图16(A)，在第3周期性表面形状为现有构造的场合，能量散逸在第3周期性表面形状的外侧，并且，在第3周期性表面形状的垂直方向放射衍射光，而在图16(B)的本发明的光学元件的场合，借助于第3周期性表面形状而抑制了能量的散逸和向周期性表面形状的垂直方向的放射，这一点在视觉上可以确认。
在上述实施方式中表示了开口为圆形的例子，不过不限于此。例如，开口可以为微缝状、长方形、椭圆形等。
如上所述，根据本实施方式，导电性薄膜具有至少一个开口和至少在一个表面上设置的周期性表面形状，在具备该导电性薄膜的光学元件中，把上述周期性表面形状设置在出射面侧，且使其周期长实质上等于使之透过的光的波长λ除以与出射面邻接的介质的等效折射率nd所得的值λ/nd的1/2的奇数倍，从而使得在出射面侧向开口外侧散逸的能量借助于周期性表面形状而效率很好地受到布拉格反射，从而实现高效率的光透过。
还有，根据本实施方式，当使之透过的光的波长为λ，导电性薄膜的介电常数为εm，与出射面实质上邻接的介质的介电常数为εd时，使周期性表面形状的周期长实质上等于λ/(εm·εd/(εm+εd))1/2的1/2的奇数倍，能获得同样的效果。
(实施方式3)
图17表示采用本发明的光学元件而构成的光学头的一实施方式。
在本实施方式的说明中使用的「光记录介质」是指使用光来写入或读取数据的任意的介质，不限于相变介质、光磁介质、色素介质。在介质为光磁材料的场合，有时写入是按光学方式进行的，读出则不是光学的，而是按磁方式进行的。
图17的光学头200形成为用于借助于光记录介质150的回转而使光学头上升到规定的高度的滑触头形状。激光器80出射的激光通过光纤100而被导入，配置了由微透镜组成的准直透镜60进行准直。并且，被准直了的光借助于全反射反射镜70而垂直改变光路，再借助于放在其下的聚焦透镜50而被引导到本发明的光学元件10。
其次，表示使用了本发明的光学头的光记录再生装置的一实施方式。
图18表示光记录再生装置。光记录再生装置具有借助于回转轴310而进行回转的光记录介质340、以回转轴为中心而可回转地支承光学头200(光纤100和激光器80未图示)的吊架320，使吊架320回转的头作动器330。使光记录介质340高速回转，位于吊架320的前端的光学头200就会上升，保持光学元件10的表面和光记录介质340之间的距离为100nm以下而运行，可以按以前没有的高密度来记录信息。
为了再生光记录介质中记录了的信息，在图17的光学头中，在光学元件10的光记录介质侧表面上形成了光电探测器，能读出来自介质的反射光。
还有，把本发明的光学头作为记录专用的头，夹着介质而与该光记录头对着放置再生头，检测介质的透过光的方法也是可以的。还有，也可以用光磁记录介质作为光记录介质，以使用了磁阻效应的头来再生来自介质的泄漏磁通量。
还有，如果采用本发明的光学元件，可广泛应用于例如只使特定的波长的光聚光的聚光装置、近场光学显微镜等非光子学(ナノフオトニクス)中。
图19(A)和(B)分别表示只使采用了本发明的光学元件的特定的波长的光聚光的聚光装置的实施方式。向本发明的光学元件10入射了的光通过了一个或多个开口之后，被导入到与开口连通而设置的一个或多个光纤410。即，本发明的光学元件10作为聚光器而起作用，对光纤410的光的结合可以效率很好地进行。
图20表示本发明的近场光学显微镜的一实施方式。图示的近场显微镜中采用的光学元件10配置在近场光学显微镜用的探头510的前端，向探头510入射了的光通过了光学元件10的开口之后，向试料520照射，由光电检测器530来检测。即，向试料照射借助于本发明的光学元件10而被增强了的光，就可进行高分辨率且高灵敏度的检测。
以上对于某种用途的各种光学元件进行了说明、图示，不过，只要不超出本说明书的由权利要求所限定的本发明的精神和广义的内容，也可以进行变更和改良。

Claims (70)

1.一种光学元件，具备导电性薄膜，该导电性薄膜具有第1和第2表面并且具有从所述第1表面向所述第2表面连通的至少一个开口和在所述第1和所述第2表面中的至少一个表面上设置了的周期性表面形状，与没有所述周期性表面形状的场合相比，增强了向所述第1表面入射，通过所述开口，传送到所述第2表面侧的光的强度，其特征在于，
所述周期性表面形状具有周期长不相同的第1和第2周期性表面形状，所述第2周期性表面形状的周期长实质上等于所述第1周期性表面形状的周期长的1/2的奇数倍。
2.一种光学元件，具备导电性薄膜，该导电性薄膜具有第1和第2表面并且具有从所述第1表面向所述第2表面连通的至少一个开口和在所述第1和所述第2表面中的至少一个表面上设置了的周期性表面形状，与没有所述周期性表面形状的场合相比，增强了向所述第1表面入射，通过所述开口，传送到所述第2表面侧的光的强度，其特征在于，
所述周期性表面形状具有周期长不相同的第1和第2周期性表面形状，由所述第1周期性表面形状激励的表面等离激元—电磁耦子受到所述第2周期性表面形状的奇数次布拉格反射。
3.根据权利要求1所述的光学元件，其特征在于，所述第2周期性表面形状的周期长P2对所述第1周期性表面形状的周期长P1的比P2/P1处于0.5的奇数倍±0.2的范围内。
4.根据权利要求1所述的光学元件，其特征在于，所述第2周期性表面形状的周期长P2对所述第1周期性表面形状的周期长P1的比P2/P1处于0.5±0.2的范围内。
5.根据权利要求1所述的光学元件，其特征在于，所述第2周期性表面形状的周期长P2对所述第1周期性表面形状的周期长P1的比P2/P1处于1.5±0.2的范围内。
6.根据权利要求1所述的光学元件，其特征在于，通过所述开口而被传送的光的强度比通过没有所述第2周期性表面形状的元件的开口而被传送的光的强度增大20％及以上。
7.根据权利要求2所述的光学元件，其特征在于，通过所述开口而被传送的光的强度比通过没有所述第2周期性表面形状的元件的开口而被传送的光的强度增大20％及以上。
8.根根据权利要求1所述的光学元件，其特征在于，所述第1和第2周期性表面形状位于所述第1或第2表面同一面上。
9.根根据权利要求2所述的光学元件，其特征在于，所述第1和第2周期性表面形状位于所述第1或第2表面同一面上。
10.根根据权利要求1所述的光学元件，其特征在于，所述第1周期性表面形状配置成与所述光入射的区域对应，并且所述第2周期性表面形状配置在所述第1周期性表面形状的外侧。
11.根根据权利要求2所述的光学元件，其特征在于，所述第1周期性表面形状配置成与所述光入射的区域对应，并且所述第2周期性表面形状配置在所述第1周期性表面形状的外侧。
12.根根据权利要求10所述的光学元件，其特征在于，设有所述第1周期性表面形状的区域比所述光入射的区域大。
13.根根据权利要求11所述的光学元件，其特征在于，设有所述第1周期性表面形状的区域比所述光入射的区域大。
14.一种光学元件，具备导电性薄膜，该导电性薄膜具有第1和第2表面并且具有从所述第1表面向所述第2表面连通的周期性地设置了的多个开口，与所述多个开口不是周期性的场合相比，增强了向所述第1表面入射，通过所述多个开口，传送到所述第2表面侧的光的强度，其特征在于，
把所述周期性地设置了的多个开口设为第1周期性开口，
具备以与所述第1周期性开口的周期长不相同的周期长形成了的由与从所述第1表面向所述第2表面连通的所述多个开口不相同的另外的多个开口组成的第2周期性开口或是在所述第1和第2表面中的任意一方表面上形成了的周期性表面形状，
所述第2周期性开口或是所述周期性表面形状的周期长实质上等于所述第1周期性开口的周期长的1/2的奇数倍。
15.一种光学元件，具备导电性薄膜，该导电性薄膜具有第1和第2表面并且具有从所述第1表面向所述第2表面连通的周期性地设置了的多个开口，与所述多个开口不是周期性的场合相比，增强了向所述第1表面入射，通过所述多个开口，传送到所述第2表面侧的光的强度，其特征在于，
把所述周期性地设置了的多个开口设为第1周期性开口，
具备以与所述第1周期性开口的周期长不相同的周期长形成了的由与从所述第1表面向所述第2表面连通的所述多个开口不相同的另外的多个开口组成的第2周期性开口或是在所述第1和第2表面中的任意一方表面上形成了的周期性表面形状，
由所述1周期性开口激励的表面等离激元—电磁耦子受到所述第2周期性开口或是所述周期性表面形状的奇数次布拉格反射。
16.根据权利要求14所述的光学元件，其特征在于，所述第2周期性开口或是所述周期性表面形状的周期长P2对所述第1周期性开口的周期长P1的比P2/P1处于0.5的奇数倍±0.2的范围内。
17.根据权利要求14所述的光学元件，其特征在于，所述第2周期性开口或是所述周期性表面形状的周期长P2对所述第1周期性开口的周期长P1的比P2/P1处于0.5±0.2的范围内。
18.根据权利要求14所述的光学元件，其特征在于，所述第2周期性开口或是所述周期性表面形状的周期长P2对所述第1周期性开口的周期长P1的比P2/P1处于1.5±0.2的范围内。
19.根据权利要求14所述的光学元件，其特征在于，从所述第1周期性开口传送的光的强度比从没有所述第2周期性开口或是所述周期性表面形状的元件的开口传送的光的强度增大20％及以上。
20.根据权利要求15所述的光学元件，其特征在于，从所述第1周期性开口传送的光的强度比从没有所述第2周期性开口或是所述周期性表面形状的元件的开口传送的光的强度增大20％及以上。
21.根根据权利要求14所述的光学元件，其特征在于，所述第1周期性开口配置成与所述光入射的区域对应，并且所述第2周期性开口或是所述周期性表面形状配置在所述第1周期性开口的外侧。
22.根根据权利要求15所述的光学元件，其特征在于，所述第1周期性开口配置成与所述光入射的区域对应，并且所述第2周期性开口或是所述周期性表面形状配置在所述第1周期性开口的外侧。
23.根根据权利要求14所述的光学元件，其特征在于，设有所述第1周期性开口的区域比所述光入射的区域大。
24.根根据权利要求15所述的光学元件，其特征在于，设有所述第1周期性开口的区域比所述光入射的区域大。
25.一种光学元件，具备导电性薄膜，该导电性薄膜具有第1和第2表面并且具有从所述第1表面向所述第2表面连通的至少一个开口和在所述第1和所述第2表面中的至少一个表面上设置了的周期性表面形状，与没有所述周期性表面形状的场合相比，增强了向所述第1表面入射，通过所述开口，传送到所述第2表面侧的光的强度，其特征在于，
所述周期性表面形状设置在所述第2表面上，并且其周期长实质上等于所述被传送的光的强度被增强的波长λ除以与所述第2表面实质上邻接的介质的等效折射率nd所得的值λ/nd的1/2的奇数倍。
26.一种光学元件，具备导电性薄膜，该导电性薄膜具有第1和第2表面并且具有从所述第1表面向所述第2表面连通的至少一个开口和在所述第1和所述第2表面中的至少一个表面上设置了的周期性表面形状，与没有所述周期性表面形状的场合相比，增强了向所述第1表面入射，通过所述开口，传送到所述第2表面侧的光的强度，其特征在于，
所述周期性表面形状设置在所述第2表面上，对于所述被传送的光的强度被增强的波长λ，当所述导电性薄膜的介电常数为εm，与所述第2表面实质上邻接的介质的介电常数为εd时，所述周期性表面形状的周期长实质上等于λ/(εm·εd/(εm+εd))1/2的1/2的奇数倍。
27.一种光学元件，具备导电性薄膜，该导电性薄膜具有第1和第2表面并且具有从所述第1表面向所述第2表面连通的至少一个开口和在所述第1和所述第2表面中的至少一个表面上设置了的周期性表面形状，与没有所述周期性表面形状的场合相比，增强了向所述第1表面入射，通过所述开口，传送到所述第2表面侧的光的强度，其特征在于，
所述周期性表面形状设置在所述第2表面上，该周期性表面形状处的表面等离激元—电磁耦子在该周期性表面形状中受到奇数次布拉格反射。
28.根据权利要求25所述的光学元件，其特征在于，所述被传送的光的强度被增强的波长λ除以与所述第2表面实质上邻接的介质的等效折射率nd所得的值λ/nd和所述周期性表面形状的周期长P3的比P3/(λ/nd)处于0.5的奇数倍±0.2的范围内。
29.根据权利要求26所述的光学元件，其特征在于，当所述被传送的光的强度被增强的波长为λ，所述导电性薄膜的介电常数为εm，与所述第2表面实质上邻接的介质的介电常数为εd时，所述周期性表面形状的周期长P3的关系式P3/λ/(εm·εd/(εm+εd))1/2处于0.5的奇数倍±0.2的范围内。
30.根据权利要求25所述的光学元件，其特征在于，所述被传送的光的强度被增强的波长λ除以与所述第2表面实质上邻接的介质的等效折射率nd所得的值λ/nd和所述周期性表面形状的周期长P3的比P3/(λ/nd)处于0.5±0.2的范围内。
31.根据权利要求26所述的光学元件，其特征在于，当所述被传送的光的强度被增强的波长为λ，所述导电性薄膜的介电常数为εm，与所述第2表面实质上邻接的介质的介电常数为εd时，所述周期性表面形状的周期长P3的关系式P3/λ/(εm·εd/(εm+εd))1/2处于0.5±0.2的范围内。
32.根据权利要求25所述的光学元件，其特征在于，所述被传送的光的强度被增强的波长λ除以与所述第2表面实质上邻接的介质的等效折射率nd所得的值λ/nd和所述周期性表面形状的周期长P3的比P3/(λ/nd)处于1.5±0.2的范围内。
33.根据权利要求26所述的光学元件，其特征在于，当所述被传送的光的强度被增强的波长为λ，所述导电性薄膜的介电常数为εm，与所述第2表面实质上邻接的介质的介电常数为εd时，所述周期性表面形状的周期长P3的关系式P3/λ/(εm·εd/(εm+εd))1/2处于1.5±0.2的范围内。
34.一种光学元件，具备导电性薄膜，该导电性薄膜具有第1和第2表面并且具有从所述第1表面向所述第2表面连通的至少一个开口和在所述第1和所述第2表面上设置了的多个周期性表面形状，与没有所述多个周期性表面形状的场合相比，增强了向所述第1表面入射，通过所述开口，传送到所述第2表面侧的光的强度，其特征在于，
作为所述多个周期性表面形状，具有在所述第1表面上设置了的周期长互不相同的第1和第2周期性表面形状和在所述第2表面上设置了的第3周期性表面形状，
所述第2周期性表面形状的周期长实质上等于所述第1周期性表面形状的周期长的1/2的奇数倍，
所述第3周期性表面形状的周期长实质上等于所述被传送的光的强度被增强的波长λ除以与所述第2表面实质上邻接的介质的等效折射率nd所得的值λ/nd的1/2的奇数倍。
35.一种光学元件，具备导电性薄膜，该导电性薄膜具有第1和第2表面并且具有从所述第1表面向所述第2表面连通的至少一个开口和在所述第1和所述第2表面上设置了的多个周期性表面形状，与没有所述周期性表面形状的场合相比，增强了向所述第1表面入射，通过所述开口，传送到所述第2表面侧的光的强度，其特征在于，
作为所述多个周期性表面形状，具有在所述第1表面上设置了的周期长互不相同的第1和第2周期性表面形状和在所述第2表面上设置了的第3周期性表面形状，
所述第2周期性表面形状的周期长实质上等于所述第1周期性表面形状的周期长的1/2的奇数倍，
当所述被传送的光的强度被增强的波长为λ，所述导电性薄膜的介电常数为εm，与所述第2表面实质上邻接的介质的介电常数为εd时，所述第3周期性表面形状的周期长实质上等于λ/(εm·εd/(εm+εd))1/2的1/2的奇数倍。
36.一种光学元件，具备导电性薄膜，该导电性薄膜具有第1和第2表面并且具有从所述第1表面向所述第2表面连通的至少一个开口和在所述第1和所述第2表面上设置了的多个周期性表面形状，与没有所述周期性表面形状的场合相比，增强了向所述第1表面入射，通过所述开口，传送到所述第2表面侧的光的强度，其特征在于，
作为所述多个周期性表面形状，具有在所述第1表面上设置了的周期长互不相同的第1和第2周期性表面形状和在所述第2表面上设置了的第3周期性表面形状，
由所述第1周期性表面形状激励的表面等离激元—电磁耦子受到所述第2周期性表面形状的奇数次布拉格反射，
所述第3周期性表面形状处的表面等离激元—电磁耦子在该第3周期性表面形状中受到奇数次布拉格反射。
37.根据权利要求34所述的光学元件，其特征在于，所述第2周期性表面形状的周期长P2对所述第1周期性表面形状的周期长P1的比P2/P1处于0.5的奇数倍±0.2的范围内，所述被传送的光的强度被增强的波长λ除以与所述第2表面实质上邻接的介质的等效折射率nd所得的值λ/nd和所述第3周期性表面形状的周期长P3的比P3/(λ/nd)处于0.5的奇数倍±0.2的范围内。
38.根据权利要求35所述的光学元件，其特征在于，所述第2周期性表面形状的周期长P2对所述第1周期性表面形状的周期长P1的比P2/P1处于0.5的奇数倍±0.2的范围内，当所述被传送的光的强度被增强的波长为λ，所述导电性薄膜的介电常数为εm，与所述第2表面实质上邻接的介质的介电常数为εd时，所述第3周期性表面形状的周期长P3的关系式P3/λ/(εm·εd/(εm+εd))1/2处于0.5的奇数倍±0.2的范围内。
39.根据权利要求34所述的光学元件，其特征在于，所述第2周期性表面形状的周期长P2对所述第1周期性表面形状的周期长P1的比P2/P1处于0.5±0.2的范围内，所述被传送的光的强度被增强的波长λ除以与所述第2表面实质上邻接的介质的等效折射率nd所得的值λ/nd和所述第3周期性表面形状的周期长P3的比P3/(λ/nd)处于0.5±0.2的范围内。
40.根据权利要求35所述的光学元件，其特征在于，所述第2周期性表面形状的周期长P2对所述第1周期性表面形状的周期长P1的比P2/P1处于0.5±0.2的范围内，当所述被传送的光的强度被增强的波长为λ，所述导电性薄膜的介电常数为εm，与所述第2表面实质上邻接的介质的介电常数为εd时，所述第3周期性表面形状的周期长P3的关系式P3/λ/(εm·εd/(ε m+εd))1/2处于0.5±0.2的范围内。
41.根据权利要求34所述的光学元件，其特征在于，所述第2周期性表面形状的周期长P2对所述第1周期性表面形状的周期长P1的比P2/P1处于1.5±0.2的范围内，所述被传送的光的强度被增强的波长λ除以与所述第2表面实质上邻接的介质的等效折射率nd所得的值λ/nd和所述第3周期性表面形状的周期长P3的比P3/(λ/nd)处于1.5±0.2的范围内。
42.根据权利要求35所述的光学元件，其特征在于，所述第2周期性表面形状的周期长P2对所述第1周期性表面形状的周期长P1的比P2/P1处于1.5±0.2的范围内，当所述被传送的光的强度被增强的波长为λ，所述导电性薄膜的介电常数为εm，与所述第2表面实质上邻接的介质的介电常数为εd时，所述第3周期性表面形状的周期长P3的关系式P3/λ/(εm·εd/(εm+εd))1/2处于1.5±0.2的范围内。
43.根根据权利要求2所述的光学元件，其特征在于，所述开口的开口直径比所述入射的光的波长小。
44.根根据权利要求15所述的光学元件，其特征在于，所述开口的开口直径比所述入射的光的波长小。
45.根根据权利要求27所述的光学元件，其特征在于，所述开口的开口直径比所述入射的光的波长小。
46.根根据权利要求36所述的光学元件，其特征在于，所述开口的开口直径比所述入射的光的波长小。
47.根根据权利要求2所述的光学元件，其特征在于，所述周期性表面形状形成为同心圆状。
48.根根据权利要求15所述的光学元件，其特征在于，所述周期性表面形状形成为同心圆状。
49.根根据权利要求27所述的光学元件，其特征在于，所述周期性表面形状形成为同心圆状。
50.根根据权利要求36所述的光学元件，其特征在于，所述周期性表面形状形成为同心圆状。
51.根根据权利要求2所述的光学元件，其特征在于，所述周期性表面形状是以所述开口为中心而周期排列的。
52.根根据权利要求15所述的光学元件，其特征在于，所述周期性表面形状是以所述开口为中心而周期排列的。
53.根根据权利要求27所述的光学元件，其特征在于，所述周期性表面形状是以所述开口为中心而周期排列的。
54.根根据权利要求36所述的光学元件，其特征在于，所述周期性表面形状是以所述开口为中心而周期排列的。
55.一种光学头，借助于来自光源的光而在光记录介质上记录信息，其特征在于，
具备：对所述光源的输出光进行导波的导波单元；对由该导波单元进行了导波的光进行聚光的聚光单元；以及向所述光记录介质照射由该聚光单元进行了聚光的光的一部分的光学元件，
所述光学元件具备导电性薄膜，该导电性薄膜具有第1和第2表面并且具有从所述第1表面向所述第2表面连通的至少一个开口和在所述第1和所述第2表面中的至少一个表面上设置了的周期性表面形状，与没有所述周期性表面形状的场合相比，增强了向所述第1表面入射，通过所述开口，传送到所述第2表面侧的光的强度，
所述周期性表面形状具有周期长不相同的第1和第2周期性表面形状，由所述第1周期性表面形状激励的表面等离激元—电磁耦子受到所述第2周期性表面形状的奇数次布拉格反射。
56.一种光学头，借助于来自光源的光而在光记录介质上记录信息，其特征在于，
具备：对所述光源的输出光进行导波的导波单元；对由该导波单元进行了导波的光进行聚光的聚光单元；以及向所述光记录介质照射由该聚光单元进行了聚光的光的一部分的光学元件，
所述光学元件具备导电性薄膜，该导电性薄膜具有第1和第2表面并且具有从所述第1表面向所述第2表面连通的周期性地设置了的多个开口，与所述多个开口不是周期性的场合相比，增强了向所述第1表面入射，通过所述多个开口，传送到所述第2表面侧的光的强度，
把所述周期性地设置了的多个开口设为第1周期性开口，
具备以与所述第1周期性开口的周期长不相同的周期长形成了的由与从所述第1表面向所述第2表面连通的所述多个开口不相同的另外的多个开口组成的第2周期性开口或是在所述第1和第2表面中的任意一方表面上形成了的周期性表面形状，
由所述1周期性开口激励的表面等离激元—电磁耦子受到所述第2周期性开口或是所述周期性表面形状的奇数次布拉格反射。
57.一种光学头，借助于来自光源的光而在光记录介质上记录信息，其特征在于，
具备：对所述光源的输出光进行导波的导波单元；对由该导波单元进行了导波的光进行聚光的聚光单元；以及向所述光记录介质照射由该聚光单元进行了聚光的光的一部分的光学元件，
所述光学元件具备导电性薄膜，该导电性薄膜具有第1和第2表面并且具有从所述第1表面向所述第2表面连通的至少一个开口和在所述第1和所述第2表面中的至少一个表面上设置了的周期性表面形状，与没有所述周期性表面形状的场合相比，增强了向所述第1表面入射，通过所述开口，传送到所述第2表面侧的光的强度，
所述周期性表面形状设置在所述第2表面上，该周期性表面形状处的表面等离激元—电磁耦子在该周期性表面形状中受到奇数次布拉格反射。
58.一种光学头，借助于来自光源的光而在光记录介质上记录信息，其特征在于，
具备：对所述光源的输出光进行导波的导波单元；对由该导波单元进行了导波的光进行聚光的聚光单元；以及向所述光记录介质照射由该聚光单元进行了聚光的光的一部分的光学元件，
所述光学元件具备导电性薄膜，该导电性薄膜具有第1和第2表面并且具有从所述第1表面向所述第2表面连通的至少一个开口和在所述第1和所述第2表面上设置了的多个周期性表面形状，与没有所述周期性表面形状的场合相比，增强了向所述第1表面入射，通过所述开口，传送到所述第2表面侧的光的强度，
作为所述多个周期性表面形状，具有在所述第1表面上设置了的周期长互不相同的第1和第2周期性表面形状和在所述第2表面上设置了的第3周期性表面形状，
由所述第1周期性表面形状激励的表面等离激元—电磁耦子受到所述第2周期性表面形状的奇数次布拉格反射，
所述第3周期性表面形状处的表面等离激元—电磁耦子在该第3周期性表面形状中受到奇数次布拉格反射。
59.一种光记录装置，具备借助于来自光源的光而在光记录介质上记录信息的光学头，其特征在于，
所述光学头具备：对所述光源的输出光进行导波的导波单元；对由该导波单元进行了导波的光进行聚光的聚光单元；以及向所述光记录介质照射由该聚光单元进行了聚光的光的一部分的光学元件，
所述光学元件具备导电性薄膜，该导电性薄膜具有第1和第2表面并且具有从所述第1表面向所述第2表面连通的至少一个开口和在所述第1和所述第2表面中的至少一个表面上设置了的周期性表面形状，与没有所述周期性表面形状的场合相比，增强了向所述第1表面入射，通过所述开口，传送到所述第2表面侧的光的强度，
所述周期性表面形状具有周期长不相同的第1和第2周期性表面形状，由所述第1周期性表面形状激励的表面等离激元—电磁耦子受到所述第2周期性表面形状的奇数次布拉格反射。
60.一种光记录装置，具备借助于来自光源的光而在光记录介质上记录信息的光学头，其特征在于，
所述光学头具备：对所述光源的输出光进行导波的导波单元；对由该导波单元进行了导波的光进行聚光的聚光单元；以及向所述光记录介质照射由该聚光单元进行了聚光的光的一部分的光学元件，
所述光学元件具备导电性薄膜，该导电性薄膜具有第1和第2表面并且具有从所述第1表面向所述第2表面连通的周期性地设置了的多个开口，与所述多个开口不是周期性的场合相比，增强了向所述第1表面入射，通过所述多个开口，传送到所述第2表面侧的光的强度，
把所述周期性地设置了的多个开口设为第1周期性开口，
具备以与所述第1周期性开口的周期长不相同的周期长形成了的由与从所述第1表面向所述第2表面连通的所述多个开口不相同的另外的多个开口组成的第2周期性开口或是在所述第1和第2表面中的任意一方表面上形成了的周期性表面形状，
由所述1周期性开口激励的表面等离激元—电磁耦子受到所述第2周期性开口或是所述周期性表面形状的奇数次布拉格反射。
61.一种光记录装置，具备借助于来自光源的光而在光记录介质上记录信息的光学头，其特征在于，
所述光学头具备：对所述光源的输出光进行导波的导波单元；对由该导波单元进行了导波的光进行聚光的聚光单元；以及向所述光记录介质照射由该聚光单元进行了聚光的光的一部分的光学元件，
所述光学元件，具备导电性薄膜，该导电性薄膜具有第1和第2表面并且具有从所述第1表面向所述第2表面连通的至少一个开口和在所述第1和所述第2表面中的至少一个表面上设置了的周期性表面形状，与没有所述周期性表面形状的场合相比，增强了向所述第1表面入射，通过所述开口，传送到所述第2表面侧的光的强度，
所述周期性表面形状设置在所述第2表面上，该周期性表面形状处的表面等离激元—电磁耦子在该周期性表面形状中受到奇数次布拉格反射。
62.一种光记录装置，具备借助于来自光源的光而在光记录介质上记录信息的光学头，其特征在于，
所述光学头具备：对所述光源的输出光进行导波的导波单元；对由该导波单元进行了导波的光进行聚光的聚光单元；以及向所述光记录介质照射由该聚光单元进行了聚光的光的一部分的光学元件，
所述光学元件具备导电性薄膜，该导电性薄膜具有第1和第2表面并且具有从所述第1表面向所述第2表面连通的至少一个开口和在所述第1和所述第2表面上设置了的多个周期性表面形状，与没有所述周期性表面形状的场合相比，增强了向所述第1表面入射，通过所述开口，传送到所述第2表面侧的光的强度，
作为所述多个周期性表面形状，具有在所述第1表面上设置了的周期长互不相同的第1和第2周期性表面形状和在所述第2表面上设置了的第3周期性表面形状，
由所述第1周期性表面形状激励的表面等离激元—电磁耦子受到所述第2周期性表面形状的奇数次布拉格反射，
所述第3周期性表面形状处的表面等离激元—电磁耦子在该第3周期性表面形状中受到奇数次布拉格反射。
63.一种聚光装置，只使来自光源的光的特定的波长的光聚光，其特征在于，
具备光学元件，
所述光学元件具备导电性薄膜，该导电性薄膜具有第1和第2表面并且具有从所述第1表面向所述第2表面连通的至少一个开口和在所述第1和所述第2表面中的至少一个表面上设置了的周期性表面形状，与没有所述周期性表面形状的场合相比，增强了向所述第1表面入射，通过所述开口，传送到所述第2表面侧的光的强度，
所述周期性表面形状具有周期长不相同的第1和第2周期性表面形状，由所述第1周期性表面形状激励的表面等离激元—电磁耦子受到所述第2周期性表面形状的奇数次布拉格反射。
64.一种聚光装置，只使来自光源的光的特定的波长的光聚光，其特征在于，
具备光学元件，
所述光学元件具备导电性薄膜，该导电性薄膜具有第1和第2表面并且具有从所述第1表面向所述第2表面连通的周期性地设置了的多个开口，与所述多个开口不是周期性的场合相比，增强了向所述第1表面入射，通过所述多个开口，传送到所述第2表面侧的光的强度，
把所述周期性地设置了的多个开口设为第1周期性开口，
具备以与所述第1周期性开口的周期长不相同的周期长形成了的由与从所述第1表面向所述第2表面连通的所述多个开口不相同的另外的多个开口组成的第2周期性开口或是在所述第1和第2表面中的任意一方表面上形成了的周期性表面形状，
由所述1周期性开口激励的表面等离激元—电磁耦子受到所述第2周期性开口或是所述周期性表面形状的奇数次布拉格反射。
65.一种聚光装置，只使来自光源的光的特定的波长的光聚光，其特征在于，
具备光学元件，
所述光学元件具备导电性薄膜，该导电性薄膜具有第1和第2表面并且具有从所述第1表面向所述第2表面连通的至少一个开口和在所述第1和所述第2表面中的至少一个表面上设置了的周期性表面形状，与没有所述周期性表面形状的场合相比，增强了向所述第1表面入射，通过所述开口，传送到所述第2表面侧的光的强度，
所述周期性表面形状设置在所述第2表面上，该周期性表面形状处的表面等离激元—电磁耦子在该周期性表面形状中受到奇数次布拉格反射。
66.一种聚光装置，只使来自光源的光的特定的波长的光聚光，其特征在于，
具备光学元件，
所述光学元件具备导电性薄膜，该导电性薄膜具有第1和第2表面并且具有从所述第1表面向所述第2表面连通的至少一个开口和在所述第1和所述第2表面上设置了的多个周期性表面形状，与没有所述周期性表面形状的场合相比，增强了向所述第1表面入射，通过所述开口，传送到所述第2表面侧的光的强度，
作为所述多个周期性表面形状，具有在所述第1表面上设置了的周期长互不相同的第1和第2周期性表面形状和在所述第2表面上设置了的第3周期性表面形状，
由所述第1周期性表面形状激励的表面等离激元—电磁耦子受到所述第2周期性表面形状的奇数次布拉格反射，
所述第3周期性表面形状处的表面等离激元—电磁耦子在该第3周期性表面形状中受到奇数次布拉格反射。
67.一种近场光学显微镜，其特征在于，
具备：只对来自光源的光的特定的波长的光进行聚光的光学元件；以及
用于接受由所述光学元件照射了的光的检测单元，
所述光学元件具备导电性薄膜，该导电性薄膜具有第1和第2表面并且具有从所述第1表面向所述第2表面连通的至少一个开口和在所述第1和所述第2表面中的至少一个表面上设置了的周期性表面形状，与没有所述周期性表面形状的场合相比，增强了向所述第1表面入射，通过所述开口，传送到所述第2表面侧的光的强度，
所述周期性表面形状具有周期长不相同的第1和第2周期性表面形状，由所述第1周期性表面形状激励的表面等离激元—电磁耦子受到所述第2周期性表面形状的奇数次布拉格反射。
68.一种近场光学显微镜，其特征在于，
具备：只对来自光源的光的特定的波长的光进行聚光的光学元件；以及
用于接受由所述光学元件照射了的光的检测单元，
所述光学元件具备导电性薄膜，该导电性薄膜具有第1和第2表面并且具有从所述第1表面向所述第2表面连通的周期性地设置了的多个开口，与所述多个开口不是周期性的场合相比，增强了向所述第1表面入射，通过所述多个开口，传送到所述第2表面侧的光的强度，
把所述周期性地设置了的多个开口设为第1周期性开口，
具备以与所述第1周期性开口的周期长不相同的周期长形成了的由与从所述第1表面向所述第2表面连通的所述多个开口不相同的另外的多个开口组成的第2周期性开口或是在所述第1和第2表面中的任意一方表面上形成了的周期性表面形状，
由所述1周期性开口激励的表面等离激元—电磁耦子受到所述第2周期性开口或是所述周期性表面形状的奇数次布拉格反射。
69.一种近场光学显微镜，其特征在于，
具备：只对来自光源的光的特定的波长的光进行聚光的光学元件；以及
用于接受由所述光学元件照射了的光的检测单元，
所述光学元件具备导电性薄膜，该导电性薄膜具有第1和第2表面并且具有从所述第1表面向所述第2表面连通的至少一个开口和在所述第1和所述第2表面中的至少一个表面上设置了的周期性表面形状，与没有所述周期性表面形状的场合相比，增强了向所述第1表面入射，通过所述开口，传送到所述第2表面侧的光的强度，
所述周期性表面形状设置在所述第2表面上，该周期性表面形状处的表面等离激元—电磁耦子在该周期性表面形状中受到奇数次布拉格反射。
70.一种近场光学显微镜，其特征在于，
具备：只对来自光源的光的特定的波长的光进行聚光的光学元件；以及
用于接受由所述光学元件照射了的光的检测单元，
所述光学元件具备导电性薄膜，该导电性薄膜具有第1和第2表面并且具有从所述第1表面向所述第2表面连通的至少一个开口和在所述第1和所述第2表面上设置了的多个周期性表面形状，与没有所述周期性表面形状的场合相比，增强了向所述第1表面入射，通过所述开口，传送到所述第2表面侧的光的强度，
作为所述多个周期性表面形状，具有在所述第1表面上设置了的周期长互不相同的第1和第2周期性表面形状和在所述第2表面上设置了的第3周期性表面形状，
由所述第1周期性表面形状激励的表面等离激元—电磁耦子受到所述第2周期性表面形状的奇数次布拉格反射，
所述第3周期性表面形状处的表面等离激元—电磁耦子在该第3周期性表面形状中受到奇数次布拉格反射。
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