专利名称：一种光纤表面等离子体共振传感检测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于等离子体共振传感技术领域，尤其涉及一种光纤表面等离 子体共振传感检测装置。
背景技术：
以光纤传输技术和表面等离子体共振技术有机结合的光纤表面等离子体共 振传感检测装置，是实现微量生物和化学活性物质定量测定的重要技术之一，现 有的光纤表面等离子体共振传感检测装置在形成共振金属膜时需要腐蚀掉光纤 包层或拉很细的锥，在封装时很不方便。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种光纤表面等离子体共振传感检测装置，旨 在解决现有的光纤表面等离子体共振传感检测装置不方便封装的问题。
本实用新型是这样实现的， 一种光纤表面等离子体共振传感检测装置，包 括宽带光源，耦合装置，光纤和光镨仪，所述光纤的包层内绕纤芯设有多个气 孔，所述气孔靠近纤芯的一侧镀有金属膜。
进一步地，所述气孔为环形气孔。
进一步地，所述光纤的包层内绕纤芯设有三个环形气孔。 进一步地，所述金属膜为金膜或银膜。 进一步地，所述光纤的纤芯中间有一中央气孔。 进一步地，所述中央气孔周围设有内层气孔。
进一步地，所述光纤的包层外涂覆有涂覆层，所述涂覆层的折射率高于纤 芯的折射率。本实用新型中，通过在光纤包层中加设气孔，如环形孔，靠近纤芯的气孔 内壁镀有金属膜，如金膜、银膜等，从而不必像常规光纤那样腐蚀掉包层或拉 很细的锥，这样传感器的设计不存在封装的问题。
图1是本实用新型实施例提供的光纤表面等离子体共振传感检测装置的端
面结构示意图2是本实用新型实施例提供的光纤表面等离子体共振传感检测装置的结 构原理图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，
以下结合附图 及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体 实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
本实用新型实施例中，表面等离子体共振传感器基于光子晶体硅玻璃光纤， 光纤包层中设有气孔，靠近纤芯的气孔内壁镀有金属膜，如金膜、银膜等。
图1示出了本实用新型实施例提供的光纤表面等离子体共振传感检测装置 的光纤端面结构，光纤包层内绕纤芯设有多个气孔ll,如图1所示，本实施例 中釆用三个环形孔，具体实施时也可以为多个圆孔状孔或者其他形状的孔，在 环形气孔11靠近纤芯的一侧(内侧壁)镀金属膜22,如金膜、银膜等，金属 膜22与圆心的距离^为几个微米量级，金属膜22厚度为几十个纳米量级。环 形气孔11的外径为十几个微米，为便于微流体的流动，在实际光纤的拉制时可 增大环形气孔11。环形气孔11的侧壁间隔为几个微米，此处间隔的大小不是 影响表面等离子共振(SurfacePlasmonResonance, SPR)的主要因素，可以根 据拉制光纤的工艺难度适当的做出调整。包层外涂覆有涂覆层33，涂覆层33 的折射率高于纤芯，起到剥离涂覆层33内传输光并且增加光纤柔韧性的作用。
4本实施例中，由于包层中含有气孔，可以在包层中靠近纤芯的气孔内壁镀 金属膜(如金膜、银膜)，而不必像常规光纤那样腐蚀掉包层或拉很细的锥， 这样传感器的设计不存在封装的问题。
进一步地，本实用新型实施例提供的光纤表面等离子体共振传感检测装置
的光纤纤芯中间有一中央气孔44，作用在于降低传导模的有效折射率，并使传
导模的能量靠近于纤芯外侧，使传导模能够充分激发等离子体，方便地实现纤 芯传导模与等离子体波的共振耦合还可保证传纤芯传导模式以单模传输。以镀
金膜光纤型SPR响应波长主要在0.5 ~ 0.7nm附近，气孔周期的选择主要参考了 Nufem-630-HP单模光纤的模场直径(~4拜)。不同与其它的光子晶体光纤之 处，尽管^/」>0.45，但由于中央气孔44的存在光纤仍然保持单模条件，传导 模能以单模传输。
进一步地，图1中围绕中央气孔44周围设有内层气孔55，用于将传导模 限制在纤芯内传输。
使用本实用新型实施例提供的光纤表面等离子体共振传感检测装置检测样 品时有多种检测方式，可通过光子晶体光纤气孔选择性封装的技术，仅封装中 央气孔44及内层气孔55，可将液体吸入镀膜的环形气孔11内，当纤芯传导模 与等离子体波的共振耦合，利用折射率变化引起透射损耗峰的变化能够进行静 态精确检测；还可以不封装中央气孔44及内层气孔55,通过光纤表面侧开口 技术，直接在光纤靠近两头的位置打孔，使待测液体或是气体流过三个环形大 孔，利用共振耦合效应从而完成待测样品折射率等物理量的实时监控检测。如 图2所示，图2为本实用新型实施例提供的光纤表面等离子体共振传感检测装 置的结构原理，为了便于描述，仅示出了与本实施例相关的部分。
宽带光源201根据透射损耗峰变化范围合理选取，耦合装置202由一系列 的耦合光学透镜及显微物镜组成，其作用将宽带光最大限度的耦合到光纤203 中去。光纤203进行两端侧开口处理或是进行选择性的封装气孔的处理。待测 溶液由环形气孔11内流过光纤203。利用等离子体共振效应，通过光语仪的204数据得出透射损耗峰的变化传感微流体的折射率变化等参数。
本实用新型实施例中，通过在光纤包层中加设气孔，如环形孔，靠近纤芯 的气孔内壁镀有金属膜，如金膜、银膜等，从而不必像常规光纤那样腐蚀掉包
层或拉很细的锥，这样传感器的设计不存在封装的问题；在实际光纤的拉制时 可增大环形孔，这对纤芯传导模与等离子体波的共振耦合的影响很小，但是较 大尺度的微流体流通管道容易清洗，从而避免了毛细现象导致的滞留现象，有 利于光纤的循环实用，降低应用的成本且简化安装操作；并且大尺度的环形大 孔有利于待测微流体在孔内的快捷流动，利用纤芯传导模与等离子体波的共振 耦合效应，通过观察透射损耗峰的变化来实时检测折射率等环境介质的变化； 在纤芯内引入中央气孔也有利于降低传导模式的有效折射率，可方便实现纤芯 传导模与等离子体波的共振耦合还可保证传纤芯传导模式以单模传输。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型， 凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应 包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1、一种光纤表面等离子体共振传感检测装置，包括宽带光源，耦合装置，光纤和光谱仪，其特征在于，所述光纤的包层内绕纤芯设有多个气孔，所述气孔靠近纤芯的一侧镀有金属膜。
2、 如权利要求1所述的光纤表面等离子体共振传感检测装置，其特征在于， 所述气孔为环形气孔。
3 、如权利要求2所述的光纤表面等离子体共振传感检测装置，其特征在于， 所述光纤的包层内绕纤芯设有三个环形气孔。
4、 如权利要求1所述的光纤表面等离子体共振传感检测装置，其特征在于， 所述金属膜为金膜或银膜。
5、 如权利要求1所述的光纤表面等离子体共振传感检测装置，其特征在于， 所述光纤的纤芯中间有一 中央气孔。
6、 如权利要求5所述的光纤表面等离子体共振传感检测装置，其特征在于， 所述中央气孔周围设有内层气孔。
7、 如权利要求1至6任一项所述的光纤表面等离子体共振传感检测装置， 其特征在于，所述光纤的包层外涂覆有涂覆层，所述涂覆层的折射率高于纤芯 的折射率。
专利摘要本实用新型适用于等离子体共振传感技术领域，提供了一种光纤表面等离子体共振传感检测装置，所述装置包括宽带光源，耦合装置，光纤和光谱仪，所述光纤的包层内绕纤芯设有多个气孔，所述气孔靠近纤芯的一侧镀有金属膜。本实用新型中，通过在光纤包层中加设气孔，如环形孔，靠近纤芯的气孔内壁镀有金属膜，如金膜、银膜等，从而不必像常规光纤那样腐蚀掉包层或拉很细的锥，这样传感器的设计不存在封装的问题。
文档编号G01N21/55GK201302545SQ200820212280
公开日2009年9月2日 申请日期2008年9月28日 优先权日2008年9月28日
发明者邢凤飞, 闫培光, 阮双琛 申请人:邢凤飞;阮双琛;闫培光;深圳大学