【手続補正書】
【提出日】平成27年4月30日(2015.4.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、
前記光源からの光が入射される光学デバイスと、
前記光学デバイスから出射された光を検出する光検出器と、
を有し、
前記光学デバイスは、
基板と、
前記基板上に形成される金属層と、
前記金属層上に形成される誘電体層と、
前記誘電体層上に形成される複数の金属ナノ構造と、
を有し、
前記誘電体層の厚さをｄ、前記金属ナノ構造の分極率をαとしたとき、ｄ＞α1/3／２を満足し、かつ、ｄ＞４０ｎｍを満足し、
励起波長をλとし、前記誘電体層の複素誘電率をε１とし、ｍを自然数としたとき、前記誘電体層の厚さｄは、ｍλ／２√ε１と実用上等しく、
前記複数の金属ナノ構造のうち隣り合う金属ナノ構造のピッチをＰとし、ピッチ配列方向での前記金属ナノ構造の長さを２ｒとし、前記励起波長をλとし、前記誘電体層の複素誘電率をε１とし、前記金属層の複素誘電率をε２としたとき、２ｒ＜Ｐ＜λ｛（ε１＋ε２）／ε１ε２｝1/2を満足することを特徴とする、検出装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記光デバイスが、ｄ＞１００ｎｍを満足することを特徴とする検出装置。
【請求項３】
請求項１において、
前記光デバイスが、係数ｃをｃ＞１としたとき、２ｒ＜Ｐ＜λ｛（ε１＋ε２）／ε１ε２｝1/2／ｃを満足することを特徴とする検出装置。
【請求項４】
請求項１または３において、
前記光デバイスが、４０ｎｍ＜Ｐ＜５００ｎｍを満足することを特徴とする検出装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項において、
前記誘電体層は、互いに材質の異なる第１層誘電体層と第２層誘電体層を含むことを特徴とする検出装置。
【請求項６】
請求項５において、
前記金属層と接する前記第１層誘電体層は、１０ｎｍ以下の厚さに形成されることを特徴とする検出装置。
【請求項７】
光源と、
前記光源からの光が入射される光学デバイスと、
前記光学デバイスから出射された光を検出する光検出器と、
を有し、
前記光学デバイスは、
基板と、
前記基板上に形成される金属層と、
前記金属層上に形成される誘電体層と、
前記誘電体層上に形成される複数の金属ナノ構造と、
を有し、
前記誘電体層の厚さをｄとしたとき、ｄ＞１００ｎｍを満足し、かつ、
前記複数の金属ナノ構造のうち隣り合う金属ナノ構造のピッチをＰとし、ピッチ配列方向での前記金属ナノ構造の長さを２ｒとし、励起波長をλとし、前記誘電体層の複素誘電率をε１とし、前記金属層の複素誘電率をε２としたとき、２ｒ＜Ｐ＜λ｛（ε１＋ε２）／ε１ε２｝1/2を満足することを特徴とする検出装置。
【請求項８】
光源と、
前記光源からの光が入射される光学デバイスと、
前記光学デバイスから出射された光を検出する光検出器と、
を有し、
前記光学デバイスは、
基板と、
前記基板上に形成される金属層と、
前記金属層上に形成される誘電体層と、
前記誘電体層上に形成される複数の金属ナノ構造と、
を有し、
前記誘電体層の厚さをｄとしたとき、ｄ＞１００ｎｍを満足し、かつ、
前記複数の金属ナノ構造のうち隣り合う金属ナノ構造のピッチをＰとしたとき、４０ｎｍ＜Ｐ＜５００ｎｍであることを特徴とする検出装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の名称
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】検出装置
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、検出装置等に関する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
（４）本発明の一態様では、前記複数の金属ナノ構造のうち隣り合う金属ナノ構造のピッチをＰとし、ピッチ配列方向での前記金属ナノ構造の長さを２ｒとし、励起波長をλとし、前記誘電体層の複素誘電率をε１とし、前記金属層の複素誘電率をε２としたとき、２ｒ＜Ｐ＜λ｛（ε１＋ε２）／ε１ε２｝1/2を満足することができる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
金属ナノ構造のピッチＰの下限をピッチ配列方向での金属ナノ構造の長さ２ｒよりも大きくしないと、粒子（または突起）が互いにぶつかり合い配列させることができない。図２に示す分散曲線の領域Ｂでの波数Ｋｂは領域Ａでの波数Ｋａよりも大きい。波数は周期の逆数であるので、図２の領域Ｂを用いた本発明の一態様の金属ナノ構造のピッチＰは、図２の領域Ａで一義的に求まる金属ナノ構造のピッチＰａ＝λ｛（ε１＋ε２）／ε１ε２｝1/2よりも短くすることができる。これにより、大きな増強電場と高いホットサイト密度を両立できる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
（５）本発明の一態様では、係数ｃをｃ＞１としたとき、２ｒ＜Ｐ＜λ｛（ε１＋ε２）／ε１ε２｝1/2／ｃを満足することができる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
（９）本発明の他の態様は、
基板と、
基板上に形成される金属層と、
前記金属層上に形成される誘電体層と、
前記誘電体層上に形成される複数の金属ナノ構造と、
を有し、
前記誘電体層の厚さをｄとしたとき、ｄ＞１００ｎｍを満足し、かつ、
前記複数の金属ナノ構造のうち隣り合う金属ナノ構造のピッチをＰとし、ピッチ配列方向での前記金属ナノ構造の長さを２ｒとし、励起波長をλとし、前記誘電体層の複素誘電率をε１とし、前記金属層の複素誘電率をε２としたとき、２ｒ＜Ｐ＜λ｛（ε１＋ε２）／ε１ε２｝1/2を満足する光学デバイスに関する。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
本発明の他の態様では、誘電体層の厚さｄは、特許文献１に開示された２〜４０ｎｍよりも十分に厚くなり、従来構造と明確に区別できる。しかも、誘電体層の厚さｄを厚くすると、図３に示す双極子イメージの作用により、あるいは図４に示す多層干渉膜による反射と干渉により、増強電場を確保できる。加えて、図２の領域Ｂを用いた本発明の一態様の金属ナノ構造のピッチＰは、図２の領域Ａで一義的に求まる金属ナノ構造のピッチＰａ＝λ｛（ε１＋ε２）／ε１ε２｝1/2よりも短くすることができる。これにより、大きな増強電場と高いホットサイト密度を両立できる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４２】
ここで、配列方向での金属ナノ構造１８の長さを２ｒとする。金属ナノ構造１８が平面視で円形であれば、ｒは半径に相当する。ただし、金属ナノ構造１８の平面視での形状は問わず、後述のように楕円などであってもよい。また、λを励起波長、ε１を誘電体層１６の複素誘電率、ε２を金属層１４の複素誘電率とすると、Ｐ（Ｐｂ）＜Ｐａを満たすことから、本実施形態の金属ナノ構造１８の周期Ｐの上限として、Ｐ＜Ｐａ＝λ｛（ε１＋ε２）／ε１ε２｝1/2が成立する。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４３】
本実施形態での金属ナノ構造１３の周期Ｐの下限は、配列方向で隣り合う２つの金属ナノ構造１８が接触しない長さとなる。よって、周期Ｐの下限としては、Ｐ＞２ｒとなる。以上のことから、本実施形態の金属ナノ構造１８の周期Ｐとして、
２ｒ＜Ｐ＜λ｛（ε１＋ε２）／ε１ε２｝1/2…（１）
が成立する。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４４】
また、本実施形態の金属ナノ構造１８の周期Ｐを従来構造の周期Ｐａよりも十分に小さくして、ホットサイトの密度を高めるには、係数ｃがｃ＞１として、
２ｒ＜Ｐ＜λ｛（ε１＋ε２）／ε１ε２｝1/2／ｃ…（２）
を満たすものとすることができる。なお、係数ｃの上限の定義は不要であり、なぜなら、ｃを過大とすると２ｒ＜Ｐが不成立となって式（２）を満たさないことから、おのずと係数ｃには上限が内在しているからである。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４５】
また、周期Ｐを短くすることを考慮すると、配列方向での金属ナノ構造１８の長さを２ｒは、例えば３０ｎｍ＜２ｒ＜１００ｎｍとすることが好ましい。加えて、励起波長λが、５００ｎｍ＜λ＜８００ｎｍであることを考慮すると、
４０ｎｍ＜Ｐ＜５００ｎｍ…（３）
とすることができる。この数値範囲は、従来構造の周期Ｐａ＝λ｛（ε１＋ε２）／ε１ε２｝1/2／ｃ＝６００ｎｍ程度のとき、式（２）の係数ｃを１．２〜１５とした範囲とほぼ同じとなる。