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原文传递基于表面等离子体的回音壁模式球状光学微腔折射率传感器及测量装置

专利名称：	基于表面等离子体的回音壁模式球状光学微腔折射率传感器及测量装置
摘要：	本发明提供一种基于表面等离子体的回音壁模式球状光学微腔折射率传感器及测量装置，充分利用回音壁模式光学微腔的高品质因子特性，通过在光学微腔表面镀覆金层以激发表面等离子体，提高光学微腔表面能量和折射率传感灵敏度，实现外界介质折射率的测量。本发明的光学微腔折射率传感器包括微纳光纤、回音壁模式球状光学微腔，所述微纳光纤与所述回音壁模式球状光学微腔接触耦合；所述回音壁模式球状光学微腔表面上镀覆月牙形金层，以激发表面等离子体而增强球状光学微腔对外界介质折射率变化的敏感程度。本发明具有体积小、制备方法简单、易于集成等优点，可应用于化学或生物传感等领域。
专利类型：	发明专利
申请人：	北京航空航天大学
发明人：	丁铭;尹贻恒;王波涛;郑少伟;秦旭东;聂天晓
专利状态：	有效
申请日期：	1900-01-20T13:00:00+0805
发布日期：	1900-01-20T00:00:00+0805
申请号：	CN202010032741.3
公开号：	CN111077112A
代理机构：	北京海虹嘉诚知识产权代理有限公司
代理人：	吴小灿;张涛
分类号：	G01N21/41;G01N21/01;G;G01;G01N;G01N21;G01N21/41;G01N21/01
申请人地址：	100191 北京市海淀区学院路37号
主权项：	1.一种基于表面等离子体的回音壁模式球状光学微腔折射率传感器，其特征在于，包括微纳光纤、回音壁模式球状光学微腔，所述微纳光纤与所述回音壁模式球状光学微腔接触耦合；所述回音壁模式球状光学微腔表面上镀覆月牙形金层，以激发表面等离子体而增强球状光学微腔对外界介质折射率变化的敏感程度。 2.根据权利要求1所述的基于表面等离子体的回音壁模式球状光学微腔折射率传感器，其特征在于，所述微纳光纤通过纳米级精密位移台与所述球状光学微腔接触耦合。 3.根据权利要求1所述的基于表面等离子体的回音壁模式球状光学微腔折射率传感器，其特征在于，利用软化拉伸法将单模光纤通过拉锥机制得轮廓外形满足绝热条件的低损耗双锥形微纳光纤。 4.根据权利要求1所述的基于表面等离子体的回音壁模式球状光学微腔折射率传感器，其特征在于，利用加热熔融法将单模光纤通过光纤熔接机制得回音壁模式球状光学微腔。 5.根据权利要求1所述的基于表面等离子体的回音壁模式球状光学微腔折射率传感器，其特征在于，利用真空热蒸镀技术在回音壁模式球状光学微腔表面镀覆月牙形金层。 6.根据权利要求5所述的基于表面等离子体的回音壁模式球状光学微腔折射率传感器，其特征在于，所述月牙形金层覆盖1/2的球状光学微腔外表面，金层厚度在中心位置处最大，向周边均匀减小并在边缘处为0。 7.根据权利要求6所述的基于表面等离子体的回音壁模式球状光学微腔折射率传感器，其特征在于，所述中心位置的金层厚度约为10～200nm。 8.一种基于表面等离子体的回音壁模式球状光学微腔折射率传感器的测量装置，其特征在于，包括宽谱光源、光谱分析仪、输入/输出单模光纤以及基于表面等离子体的回音壁模式球状光学微腔折射率传感器，所述基于表面等离子体的回音壁模式球状光学微腔折射率传感器的微纳光纤的两端分别通过输入单模光纤连接宽谱光源、通过输出单模光纤连接光谱分析仪；宽谱光源输出的光经微纳光纤耦合进球状光学微腔中，并在镀覆金层区域激发出表面等离子体，之后重新耦合回微纳光纤并经输出单模光纤输入至光谱分析仪中，得到包含谐振信息的传输光谱，通过测量谐振峰谐振波长的变化即可实现外界介质折射率的测量。 9.根据权利要求8所述的基于表面等离子体的回音壁模式球状光学微腔折射率传感器的测量装置，其特征在于，所述微纳光纤的两端与输入单模光纤和输出单模光纤熔融连接。 10.根据权利要求8所述的基于表面等离子体的回音壁模式球状光学微腔折射率传感器的测量装置，所述输入单模光纤和输出单模光纤分别与宽谱光源、光谱分析仪通过光纤适配器进行连接。
所属类别：	发明专利