KR101753898B1 - 표면 플라즈몬 여기 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 표면 플라즈몬 여기 장치에 대한 것으로, 빛이 들어오는 제1 단부, 그리고 빛이 나가는 제2 단부를 포함하는 광 섬유, 그리고 상기 제2 단부의 위에 형성되어 상기 제1 단부로 입사된 빛을 상기 광 섬유와의 경계면 상에서 플라즈몬 파로 여기하는 금속막을 포함한다.

Description

표면 플라즈몬 여기 장치{APPARATUS FOR EXCITATION OF SURFACE PLASMON WAVE}

본 발명은 표면 플라즈몬 여기 장치에 관한 것이다.

표면 플라즈몬(surface plasmon, SP)은 금속과 유전체 경계면에서 빛이 금속 표면에 존재하는 자유 전자들과 공진(resonance)을 일으켰을 때 발생하는 표면 전자들의 집단적 진동(collective charge density oscillation) 현상으로, 이러한 진동에 의해서 발생하는 표면 플라즈몬은 금속과 유전체 경계면을 따라서 진행하는 표면 전자기파의 일종이다.

표면 플라즈몬은 금속 표면을 따라 빛이 강하게 집속되어, 빛이 가지는 파장 한계(diffraction limit) 이하의 크기로 신호를 모을 수 있고, 또 이를 이용한 광 신호의 정보 전달이 가능하기에 이를 기반으로 하는 다양한 소자의 개발이 이루어지고 있다.

자유 공간의 광원으로는 표면 플라즈몬을 여기시킬 수 없기 때문에 표면 플라즈몬을 여기 하기 위한 다양한 커플링 방법이 이용되고 있다. 일반적으로 플라즈몬을 여기 하기 위한 방법으로는 슬릿으로 광을 입사하여 플라즈몬을 여기시키는 나노 슬릿 커플링 방식, 미세 격자로 광을 입사하여 플라즈몬을 여기시키는 격자 커플링 방식, 그리고 금속 표면의 아래에 위치하는 프리즘으로 광을 입사시켜 플라즈몬을 여기하는 프리즘 커플링 방식 등이 이용되고 있다.

그러나, 상기와 같은 커플링 방식은 자유 공간에서 입사한 빛을 플라즈몬 파로 여기 (Excitation)시키므로 광 효율이 떨어지거나, 커플링된 광의 정교함이 떨어져 별도의 조정 단계가 필요하다는 문제점이 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 광 효율을 높이고, 별도의 조정 단계 없이도 빛을 플라즈몬 파로 여기할 수 있는 표면 플라즈몬 여기 장치를 제공하고자 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 표면 플라즈몬 여기 장치는 빛이 들어오는 제1 단부, 그리고 빛이 나가는 제2 단부를 포함하는 광 섬유, 그리고 상기 제2 단부의 위에 형성되어 상기 제1 단부로 입사된 빛을 상기 광 섬유와의 경계면 상에서 플라즈몬 파로 여기하는 금속막을 포함한다.

상기 제2 단부는 상기 광 섬유의 길이 방향과 소정의 각도를 갖는 경사면을 포함할 수 있다.

상기 소정의 각도는 상기 광 섬유의 파수(wave number)와, 상기 플라즈몬 파의 파수의 비율에 따라 결정될 수 있다.

상기 광 섬유는 코어, 그리고 상기 코어를 둘러싸는 클래딩을 포함할 수 있다.

상기 금속막의 적어도 일면은 상기 코어와 대응하는 부분이 오목할 수 있다.

상기 금속막은 일정 간격으로 배치된 선형 또는 가늘고 긴 직사각형의 미세 슬릿을 포함할 수 있다.

상기 금속막의 적어도 일면은 일정 간격으로 배치된 오목부와 볼록부를 포함하는 요철 형태일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 표면 플라즈몬 여기 장치는 금속막, 상기 금속막과 접하는 제1 단부를 포함하고, 입사된 빛을 상기 금속막과의 경계면 상에서 표면 플라즈몬파로 전이하는 제1 광섬유, 그리고 상기 금속막과 접하는 제2 단부를 포함하고, 여기된 상기 표면 플라즈몬 파를 상기 금속막과의 경계면 상에서 빛으로 역전이하는 제2 광섬유를 포함한다.

상기 제1 단부, 그리고 상기 제2 단부는 상기 광 섬유의 길이 방향과 소정의 각도를 갖는 경사면을 포함할 수 있다.

상기 제1 광 섬유, 그리고 상기 제2 광섬유는 각각 코어, 그리고 상기 코어를 둘러싸는 클래딩을 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 표면 플라즈몬 여기 장치는 빛이 들어오는 제1 단부, 그리고 빛이 나가는 제2 단부를 포함하며, 상기 제2 단부는 꼭지점을 포함하는 뿔 형태인 광 섬유, 그리고 상기 제2 단부의 표면에 형성되어 상기 제1 단부로 입사된 빛을 상기 광 섬유와의 경계면 상에서 플라즈몬 파로 여기하고, 상기 여기된 플라즈몬 파를 상기 뿔의 꼭지점으로 집속하는 금속막을 포함한다.

상기 제2 단부는 원뿔 형태이고, 상기 제2 단부의 모선과 높이는 45도의 각도일 수 있다.

상기 광 섬유는 코어, 그리고 상기 코어를 둘러싸는 클래딩을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 표면 플라즈몬 여기 장치는 광섬유를 통하여 빛을 입사시킴으로써, 광 효율을 높일 수 있으며, 별도의 정렬(alignment) 과정 없이 플라즈몬 파로 여기할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 표면 플라즈몬 여기 장치를 나타내는 도면이다.
도 2는 일반적으로 플라즈몬 파를 여기하기 위한 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3는 본 발명의 제1 실시예에 따른 표면 플라즈몬 여기 장치에서 플라즈몬 파가 여기되는 것을 나타낸 예시도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 표면 플라즈몬 여기 장치를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 표면 플라즈몬 여기 장치에서 플라즈몬 파가 여기되는 것을 나타낸 예시도이다.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 표면 플라즈몬 여기 장치를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따라 표면 플라즈몬 여기 장치에서 플라즈몬 파가 여기되는 것을 나타낸 예시도이다.
도 8은 본 발명의 제4 실시예에 따른 표면 플라즈몬 여기 장치를 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 제5 실시예에 따른 표면 플라즈몬 여기 장치를 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명의 제5 실시예에 따라 표면 플라즈몬 여기 장치에서 플라즈몬 파가 여기되는 것을 나타낸 예시도이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

이제 본 발명의 실시예에 따른 광 섬유에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 표면 플라즈몬 여기 장치를 나타낸 도면이다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 표면 플라즈몬 여기 장치(100)는 광 섬유(110), 그리고 광 섬유(110)의 일단과 접하는 금속막(120)을 포함한다.

광 섬유(110)는 서로 다른 굴절률을 갖는 코어(112)와 클래딩(114)으로 구성되며, 클래딩(114)은 코어(112)를 감싸는 형태로 이루어진다. 코어(112)와 클래딩(114)은 각각 석영 또는 SiO2를 함유하고, 코어(112) 유전율은 클래딩(114) 유전율보다 0.05 내지 0.15NA 큰 값을 가질 수 있다.

광 섬유(110)는 빛이 들어오는 제1 단부(110A) 및 빛이 나가는 제2 단부(110B)를 포함하며 도 1에서는 빛이 광 섬유(110)의 왼쪽 아래의 제1 단부(110A)에서 입사되어 오른쪽 위에 위치하는 제2 단부(110b)로 출사한다고 가정한다.

제2 단부(110B)는 광 섬유(110)의 길이 방향의 축선에 대하여 일정한 각도로 기울어진 빗면을 포함할 수 있다. 일정 각도(θ)는 수학식 1과 같이 정의할 수 있다.

는 광섬유의 유효 굴절률(effective refractive index),

는 자유 공간상의 파수(wave number), 그리고

는 표면 플라즈몬의 파수이다. 또한,

는 광섬유의 파수(

)로도 표현할 수 있다.

한편, 표면 플라즈몬의 파수는 금속막(120)과 자유 공간(본 실시예에서는 공기)의 유전율(permittivity)에 따라 수학식 2와 같이 정의할 수 있다.

,

은 각각 유전체의 유전율이고,

는 자유 공간상의 파수(wave number)이다.

제2 단부(110B)가 포함하는 빗면 위에는 얇은 두께를 갖는 금속막(120)이 위치한다. 금속막(120)은 자유 전자들을 함유하고 음의 유전 상수를 갖는 다양한 재질의 금속으로 이루어질 수 있다.

먼저, 빛이 광 섬유(110)의 제1 단부(110A)를 통하여 입사한다. 빛은 코어(112)와 클래딩(114)의 굴절률 차이로 인하여 코어(112)로 집속되고, 광 섬유(110)의 제2 단부(110B) 방향으로 진행한다. 그리고 빛은 제2 단부(110B)와 금속막(120)의 경계면을 따라 평행하게 진동하는 플라즈몬 파로 여기된다.

도 2는 일반적으로 플라즈몬 파를 여기하기 위한 방법을 나타내는 도면이다.

도 2를 참고하면, 금속(2) 표면의 아래에 위치하는 높은 굴절률을 갖는 프리즘(1)으로 빛을 입사시키고, 프리즘 내부에서의 파수와 표면 플라즈몬의 파수를 일치시킴으로써 빛을 표면 플라즈몬 파로 여기시킨다. 그러나 상술한바와 같은 프리즘 커플링 방식은 정교한 지점에 플라즈몬을 여기시키기 어렵고, 자유 공간으로부터 빛을 입사 시켜, 광 효율이 떨어진다는 문제점이 있다.

본 실시예에 따른 표면 플라즈몬 여기 장치(100)는 자유 공간 빛이 프리즘으로 넓게 들어오지 않고, 광 섬유(110) 통하여 입사되므로, 입사광을 수 마이크로의 크기로 모을 수 있으므로, 별도의 정렬(alignment) 과정 없이 플라즈몬 파로 여기할 수 있다.

코어(112), 클래딩(114)의 크기와 유전률은 다양하게 변경될 수 있으며, 광섬유(110)로 입사하는 빛의 파장에 따라 광 섬유(110)의 빗면의 경사도가 결정된다. 금속막(120)의 두께는 얇을수록 많은 플라즈몬 파가 생성될 수 있으나, 일정 두께 이하의 경우, 코어(112) 바깥으로 전파하는 도중에 다시 광 섬유(110)로 새어나가 빛으로 역전이되어 플라즈몬 파의 세기가 약해질 수 있으므로, 적절한 두께를 가질 수 있다.

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 표면 플라즈몬 여기 장치에서 플라즈몬 파가 여기되는 것을 나타낸 예시도이다. 구체적으로, 도 3은 코어(112)와 클래딩(114)으로 이루어진 광 섬유(110)의 일단을 소정의 경사 각도로 절단하고, 그 절단면에 금속막(120)을 코팅한 후 소정의 파장을 갖는 빛을 입사하였을 때, 광 섬유(110)와 금속막(120)의 경계면에서 여기되는 플라즈몬의 예시를 전산 모사를 통하여 도시한 것이다.

첨부한 도 2에서와 같이, 코어(112)로 집속된 빛은 코어(112)와 접하는 금속막(120)에서 플라즈몬으로 전이된 것을 확인할 수 있다. 즉, 본 실시예에 따른 표면 플라즈몬 여기 장치(100)는 광 섬유(110), 그리고 광 섬유(110)의 단부에 위치하는 금속층(120)을 포함함으로써, 별도의 정렬(alignment) 과정 없이 빛의 손실을 최소화하여 플라즈몬으로 여기 할 수 있다.

이하에서는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 표면 플라즈몬 여기 장치에 대하여 설명한다.

도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 표면 플라즈몬 여기 장치의 단면도이고, 도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 표면 플라즈몬 여기 장치에서 플라즈몬 파가 여기되는 것을 나타낸 예시도이다.

도 4를 참고하면, 금속막(120)은 코어(112)와 대응하는 부위가 오목하게 패여 있을 수 있다. 도 4에서는 금속막(120)의 일면의 코어(112)에 대응하는 부위를 동그스름한 형상으로 오목부(122)를 형성한 것으로 도시하였으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 형상으로 코어(112)에 대응하는 금속막(120)의 부위를 얇게 형성할 수 있으며, 금속막(120)의 일면 뿐 아니라 양면에 오목부를 형성할 수도 있다.

빛이 집중되는 코어(112)와 금속막(120)의 경계에서는 금속막(120)의 두께가 얇을수록 커플링이 많이 일어나지만, 클래딩(114)과 금속막(120)의 경계에서는 금속막(120)의 두께가 일정 수준 이하로 얇아지면 광 섬유(110)로 플라즈몬이 역전이되어 여기되는 플라즈몬의 세기가 작아진다. 이를 보완하기 위하여 본 실시예에서는 코어(112)와 대응하는 금속막(120)의 두께를 얇게 만들어 표면 플라즈몬의 여기 효율을 높일 수 있다.

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 표면 플라즈몬 여기 장치(1)에서 플라즈몬 파가 여기되는 것을 나타낸 예시도이다. 구체적으로, 도 5는 코어(112)와 클래딩(114)으로 이루어진 광 섬유(110)의 일단을 소정의 경사 각도로 절단하고, 그 절단면에 일정 두께의 금속막(120)을 코팅한 후 코어(112)에 대응하는 금속막(120)의 두께가 얇아지도록 금속막(120) 일면에 동그스름한 오목부(22)를 형성하도록 가공한 다음, 광 섬유(110)에 소정의 파장을 갖는 빛을 입사한 경우 광 섬유(110)와 금속막(120)의 경계에서 전이되는 플라즈몬의 예시를 전산 모사를 통하여 도시한 것이다.

첨부한 도 5에서와 같이, 코어(112)와 클래딩(114)의 굴절률 차이로 인하여 코어(112)에 집속된 빛은 금속막(120)과의 경계면에서 플라즈몬 파로 전이되는데, 금속막(120)의 두께 차이로 인하여, 광 섬유(110)로 플라즈몬이 역전이 되지 않고, 일정 세기 이상의 플라즈몬으로 여기된 것을 확인할 수 있다. 즉, 본 실시예에 따른 표면 플라즈몬 여기 장치(1)는 코어(112)에 대응하는 금속막(120)과 클래딩(114)에 대응하는 금속막(120)의 두께를 다르게 형성함으로써, 플라즈몬 여기 효율을 보다 높일 수 있다.

도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 표면 플라즈몬 여기 장치의 단면도이고, 도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따라 표면 플라즈몬 여기 장치에서 플라즈몬 파가 여기되는 것을 나타낸 예시도이다.

도 6을 참고하면, 본 실시예에 따른 표면 플라즈몬 여기 장치(100)는 금속막(120)의 표면에 미세 격자 구조(124)를 갖는다. 미세 격자 구조(124)는 금속막(120)에 일정 간격으로 선형 또는 가늘고 긴 직사각형의 구멍을 형성하여 미세 슬릿 형태로 구성될 수도 있고, 도 6에 도시된 바와 같이 금속막(120)의 표면을 일정 간격으로 오목부와 볼록부를 포함하는 요철 형태로 가공함으로써 구성될 수도 있다.

본 실시예에 따른 광 센서는 금속층(120)에 미세 격자 구조(124)를 포함함으로써, 금속막(120)과 광 섬유(110)의 경계면에 전이되는 플라즈몬을 미세 격자 구조(124)에 의하여 회절 시킬 수 있다. 즉, 코어(112)로 집속된 빛은 코어(112)와 경사지며 접하는 금속막(120)에서 플라즈몬으로 전이된 후, 다시 미세 격자 구조(124)에 의하여 자유 공간 파장으로 회절 된다. 여기서 회절 방향은 표면 플라즈몬의 파수와 미세 격자 구조(124)의 파수에 의하여 결정된다. 표면 플라즈몬의 파수는 파장에 종속되므로, 결국 빛의 파장, 미세 격자 구조(124)의 간격 및 금속:공기의 비율을 다양하게 조절함으로써 회절 되는 빛의 방향을 제어할 수 있다.

도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 표면 플라즈몬 여기 장치에서 플라즈몬 파가 여기되는 것을 나타낸 예시도이다. 구체적으로, 도 7은 코어(112)와 클래딩(114)으로 이루어진 광 섬유(110)의 일단을 소정의 경사 각도로 절단하고, 그 절단면에 소정의 두께를 갖는 금속층(120)을 코팅한 후 금속층(120)의 표면에 미세 격자 구조(124)를 형성하고 광 섬유(110)의 일단으로 일정 파장을 갖는 빛을 입사한 경우 여기되는 플라즈몬의 예시를 전산 모사를 통하여 도시한 것이다.

도 7에서와 같이, 코어(112)로 집속된 빛은 코어(112)와 금속막(120)의 경계면에서 플라즈몬으로 전이된 후, 금속막(120)에 형성된 미세 격자 구조(124)를 통하여 회절된 것을 확인할 수 있다. 즉, 본 실시예에 따른 표면 플라즈몬 여기 장치(1)는 금속층(120)에 형성된 미세 격자 구조(124)를 포함함으로써, 빛의 진행 방향을 제어할 수 있다.

도 8은 본 발명의 제4 실시예에 따른 표면 플라즈몬 여기 장치의 단면도이다.

도 8을 참고하면, 제4 실시예에 따른 표면 플라즈몬 여기 장치(100)는 한 쌍의 광 섬유(110, 210), 그리고 금속막(120)을 포함한다. 광 섬유(110, 210)는 빛을 금속막(120)으로 송신하는 제1 광섬유(110)와, 금속막(120)을 통해 전파된 빛을 외부로 송신하는 제2 광섬유(210)를 포함한다.

먼저, 제1 광섬유(110)의 일단부를 통하여 빛이 입사되고, 빛은 제1 광 섬유(110)의 코어(112)와 클래딩(114)의 굴절률 차이로 인하여 코어(112)로 집속되어, 제1 광 섬유(110)의 길이 방향으로 진행한다. 그리고 제1 광 섬유(110)와 금속막(120)의 경계면을 따라 평행하게 진동하는 플라즈몬 파로 여기된다. 다음, 플라즈몬 파는 금속막(120)과 제2 광 섬유(210)의 경계면에서 다시 빛으로 역전이되고, 커플링된 빛은 제2 광 섬유(210)의 길이 방향으로 진행한다.

본 실시예에 따른 표면 플라즈몬 여기 장치(110)는 금속막(120)의 일면과 접합하는 한 쌍의 광 섬유(110, 210)를 포함함으로써, 플라즈몬 파의 입출력을 광 섬유(110, 210)로 조절할 수 있으므로, SERS(Surface Enhanced Raman Spectroscopy)나 index sensing등의 플라즈모닉 센서로 활용할 수 있다.

도 9는 본 발명의 제5 실시예에 따른 표면 플라즈몬 여기 장치의 단면도이고, 도 10는 본 발명의 제5 실시예에 따른 표면 플라즈몬 여기 장치에서 플라즈몬 파가 여기되는 것을 나타낸 예시도이다.

도 9를 참고하면, 본 실시예에 따른 표면 플라즈몬 여기 장치는 광 섬유(110)와 금속막(120)을 포함한다. 광 섬유(110)는 빛이 들어오는 제1 단부(110A)와 빛이 나가는 제2 단부(110B)를 포함하고, 본 실시예에서는 제2 단부(110B)가 뾰족한 끝 부분을 가지도록 뿔 형상으로 가공된다. 도 9에서는, 제2 단부(110B)가 원뿔 형태로 가공된 것으로 도시하였으나, 반드시 이에 한하는 것은 아니며, 삼각뿔, 사각뿔 등의 다양한 형태의 뿔 모양으로 가공될 수 있다. 제2 단부(110B)의 모선과 높이는 대략 45도의 각도를 가질 수 있다. 제2 단부(110B) 표면에 금속막(120)이 도포된다. 금속막(120)은 자유 전자들을 함유하고 음의 유전 상수를 갖는 다양한 금속으로 이루어질 수 있다.

먼저, 빛이 광 섬유(110)의 제1 단부(110A)를 통하여 입사한다. 빛은 코어(112)와 클래딩(114)의 굴절률 차이로 인하여 코어(112)로 집속되고, 광 섬유(110)의 제2 단부(110B) 방향으로 진행한다. 그리고 빛은 제2 단부(110B)와 금속막(120)의 경계면을 따라 평행하게 진동하는 플라즈몬 파로 여기되며, 원뿔의 꼭지점으로 모이게 되어 높은 강도의 플라즈몬을 여기할 수 있다.

일반적으로 원뿔 형태의 팁을 이용하여 빛을 집속하기 위하여는 팁에 일정 간격의 격자를 형성하는 추가적인 가공을 통하여, 격자 커플링 등의 방식을 이용하여 광을 집속하였다. 그러나, 본 실시예에서는 광 섬유(110)의 단부를 모선과 높이가 소정의 각을 갖도록 가공하고, 단부 표면에 얇은 금속막을 도포하는 간단한 공정을 통하여 빛을 집속하고, 좁은 공간에 플라즈몬을 여기할 수 있다.

도 10은 본 발명의 한 실시예에 따른 표면 플라즈몬 여기 장치에서 플라즈몬 파가 여기되는 것을 나타낸 예시도이다. 구체적으로, 도 10은 코어(112)와 클래딩(114)으로 이루어진 광 섬유(110)의 일단을 모선과 높이가 대략 45도의 경사각을 갖도록 원뿔 형상으로 가공하고 그 표면에 소정의 두께를 갖는 금속막(120)을 형성한 뒤, 일정 파장의 빛을 입사한 경우 전파되는 플라즈몬의 예시를 전산 모사를 통하여 도시한 것이다.

도 10에서와 같이, 코어(112)로 집속된 빛은 원뿔 형태로 가공된 광 섬유(110)와 금속막(120)의 경계면에서 플라즈몬으로 여기되고, 광 섬유(110)의 첨단 부분에 플라즈몬이 집속된 것을 확인할 수 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (13)

1. 코어, 그리고 상기 코어를 둘러싸는 클래딩을 포함하고, 단면이 경사면을 형성하도록 길이 방향과 소정의 각도도 절단된 광섬유, 그리고
   상기 코어의 단면을 덮도록 상기 경사면의 위에 형성되고, 상기 코어로 입사된 빛을 플라즈몬 파로 전이하여 전파시키는 금속막
   을 포함하는 표면 플라즈몬 여기 장치.
2. 삭제
3. 제1항에서,
   상기 소정의 각도는
   상기 광 섬유의 파수(wave number)와, 상기 플라즈몬 파의 파수의 비율에 따라 결정되는 표면 플라즈몬 여기장치.
4. 삭제
5. 제1항에서,
   상기 금속막의 적어도 일면은
   상기 코어와 대응하는 부분이 오목한 표면 플라즈몬 여기 장치.
6. 제1항에서,
   상기 금속막은
   일정 간격으로 배치된 선형 또는 가늘고 긴 직사각형의 미세 슬릿을 포함하는 표면 플라즈몬 여기 장치.
7. 제1항에서,
   상기 금속막의 적어도 일면은
   일정 간격으로 배치된 오목부와 볼록부를 포함하는 요철 형태인 표면 플라즈몬 여기 장치.
8. 금속막,
   상기 금속막과 접하는 제1 경사면을 포함하고, 입사된 빛을 상기 금속막과의 경계면 상에서 표면 플라즈몬파로 전이하는 제1 광섬유, 그리고
   상기 금속막과 접하는 제2 경사면을 포함하고, 여기된 상기 표면 플라즈몬 파를 상기 금속막과의 경계면 상에서 빛으로 역전이하는 제2 광섬유를 포함하고,
   상기 제1 광섬유, 그리고 상기 제2 광섬유는 각각 코어, 그리고 상기 코어를 둘러싸는 클래딩을 포함하고,
   상기 제1 경사면은 상기 제1 광섬유의 길이 방향과 소정의 각도로 절단된 단면이고,
   상기 제2 경사면은 상기 제2 광섬유의 길이 방향과 소정의 각도로 절단된 단면이며,
   상기 금속막은 상기 제1 광섬유와 상기 제2 광섬유 각각의 단면에 노출된 코어를 덮도록 상기 제1 경사면 위와 상기 제2 경사면 위 각각에 형성되는, 표면 플라즈몬 여기 장치.
9. 삭제
10. 삭제
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13. 삭제

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