CN105334571A - 使光入射到光波导中的入射方法 - Google Patents

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Abstract

使光入射到光波导中的入射方法。本发明提供一种使光入射到多模光波导的芯层的入射方法。所述光波导包括：下包层；和所述芯层，以所述芯层的至少一部分与所述下包层邻接的方式形成所述芯层。所述方法包括使光入射到所述芯层，使得：光在所述多模光波导的入射口侧端面处的光斑完全包括所述芯层的入射口；光在所述多模光波导的入射口侧端面处的光斑面积为所述芯层的入射口的面积的两倍或更大；并且光在所述芯层的入射口端面处的入射角度范围为从10°到30°。

Description

使光入射到光波导中的入射方法
本申请要求2014年8月5日提交的日本专利申请No.2014-159282的优先权，其全部内容通过引用合并于此。
技术领域
本申请涉及一种使光入射到光波导中的入射方法。
背景技术
近年来，已经提出了作为小型高灵敏度传感器的如下传感器：其包括平面型聚合物光波导，并且选择性地包括感测膜(sensingfilm)，该感测膜通过使用聚合物光波导的表面上产生的渐逝波(evanescentwave)与预定物质、金属薄膜等进行反应，用于进行各种化学分析和/或生物分析(例如，国际公开第WO2008/75578号、日本特开2000-19100号公报和日本特开2007-263736号公报)。
然而，对于少量样品的微细变化和/或微量成分的检测的需求一直在增长，因此，在使用上述传感器的分析中需要进一步提高检测灵敏度。特别地，从信噪比的视角出发，增强信号是重要的。
发明内容
为了解决现有技术的问题做出了本发明，本发明的目的在于提供一种具有非常优异的检测灵敏度(例如，S/N比)的传感器(例如，SPR传感器)等。
在上述传感器中，当光入射到光波导的芯时，具有与芯直径基本相同的直径的光通常穿过准直器(collimator)、集光透镜、光纤等入射到芯。与之相对的，本发明的发明人经过调查发现通过光纤等使得来自光源的光大幅损失，并且本发明的发明人发现当光在以下的特定条件下入射到芯时增加了被导入芯中的光的量而获得大的信号，从而实现了本发明。
本发明提供一种使光入射到多模光波导的芯层的入射方法，所述多模光波导包括下包层和芯层，以所述芯层的至少一部分与所述下包层邻接的方式形成所述芯层。在该方法中，光在所述多模光波导的入射口侧端面处的光斑完全包括所述芯层的入射口，光在所述多模光波导的入射口侧端面处的光斑面积为所述芯层的入射口的面积的两倍或更大。此外，光在所述芯层的入射口端面处的入射角度范围为从10°到30°。
在一个实施方式中，光在所述多模光波导的入射口侧端面处的光斑直径为100μm或更大。
根据本发明的另一方面，提供了SPR传感器测定方法。该方法包括通过所述光的入射方法使光入射到SPR传感器元件的芯层。所述SPR传感器元件包括：(i)多模光波导，所述多模光波导包括下包层和芯层，以所述芯层的至少一部分与所述下包层邻接的方式形成所述芯层；以及(ii)覆盖所述芯层的金属层。
根据本发明的又一方面，提供一种SPR传感器。本发明的SPR传感器包括：(i)SPR传感器元件，所述SPR传感器元件包括(a)多模光波导和(b)覆盖所述芯层的金属层，所述多模光波导包括下包层和芯层，以所述芯层的至少一部分与所述下包层邻接的方式形成所述芯层；(ii)光源。所述光源被配置成使得从所述光源发出的光在所述多模光波导的入射口侧端面处形成如下的光斑：该光斑完全包括所述芯层的入射口并且该光斑的面积是所述芯层的入射口的面积的两倍或更大，并且所述光源被配置成使得光以从10°到30°的入射角度范围入射到所述芯层的入射口端面。
在本发明的又一实施方式中，本发明的SPR传感器包括：(i)SPR传感器元件，所述SPR传感器元件包括(a)多模光波导和(b)覆盖所述芯层的金属层，所述多模光波导包括下包层和芯层，以所述芯层的至少一部分与所述下包层邻接的方式形成所述芯层；(ii)光源，以及(iii)装置，所述装置用于使从所述光源发出的光在所述多模光波导的入射口侧端面处形成如下的光斑：该光斑完全包括所述芯层的入射口并且该光斑的面积是所述芯层的入射口的面积的两倍或更大，所述装置还用于使光以从10°到30°的入射角度范围入射到所述芯层的入射口端面。
根据本发明的一个实施方式，通过使光在预定条件下入射到芯，可以有效地将来自光源的光引导到芯中。结果，透过芯出射的光的强度(即、信号强度)增加，因此能够以高精度进行测定。另外，还获得了可以使用廉价光源的效果。
附图说明
图1是用于示出本发明中优选使用的SPR传感器元件的示意性立体图。
图2是沿着图1的SPR传感器元件的线Ia-Ia截取的示意性截面图。
图3是用于示出根据本发明的第一实施方式的光入射方法的示意图。
图4是根据本发明的第一实施方式的光入射方法中当从入射口侧观察时的SPR传感器元件的示意图。
图5是用于示出根据本发明的第二实施方式的光入射方法的示意图。
具体实施方式
本发明的光入射方法为一种使光入射到多模光波导的芯层的方法，所述多模光波导包括下包层和芯层，以所述芯层的至少一部分与所述下包层邻接的方式形成所述芯层。在本发明的光的入射方法中，光在所述多模光波导的入射口侧端面处的光斑完全包括所述芯层的入射口，光在所述多模光波导的入射口侧端面处的光斑面积为所述芯层的入射口的面积的两倍或更大，光在所述芯层的入射口端面处的入射角度范围为从10°到30°。当从光源射出的光在上述条件下入射到芯层中时，相比于现有技术的光入射方法，在减少了诸如连接损失等的光量损失的情况下，光能够在芯层中被有效地引导。结果，能够增加透过芯层的出射光的强度(即、信号强度)，因此能够以高精度进行分析和测量。
从获得本发明的优选效果的视角出发，优选光波导形成用于化学分析或生物分析的传感器的检测单元。图1是用于示出SPR传感器元件的示意性立体图，其中，光波导形成了检测单元的一部分，图2是SPR传感器元件的示意性截面图。如图1和图2所示，SPR传感器元件100形成为在平面图中为大致矩形的有底的框形状，并且SPR传感器元件100包括：光波导10和金属层13，其中，光波导10包括下包层11和芯层12，芯层12以其上表面暴露的方式埋设在下包层11中，金属层13覆盖下包层11和芯层12的一部分。光波导10和金属层13用作被构造成检测样品的状态和/或变化的检测单元20。在图示的实施方式中，SPR传感器元件100包括样品载置部30，样品载置部30设置成与检测单元20邻接。样品载置部30由上包层14限定。只要能够适当地设置样品载置部30，上包层14可以被省略。在样品载置部30中，载置待分析的样品(例如，溶液或粉末)，以便使样品与检测单元(实质上为金属层)接触。
下包层11形成为具有预定厚度的、在平面图中为大致矩形的板的形状。下包层的厚度(从芯层的上表面开始的厚度)例如为从5μm到400μm。
下包层11可以由具有比后述的芯层的折射率低的折射率的合适的材料形成。材料的具体示例包括：氟树脂、环氧树脂、聚酰亚胺树脂、聚酰胺树脂、硅树脂、丙烯酸类树脂及其改性产物(例如，芴改性产物、氘改性产物和在除了氟树脂以外的树脂的情况下，氟改性产物)。这些树脂可以单独使用或者结合使用。这些树脂均能够优选地通过混入感光剂而用作为感光性材料。
下包层11可以含有上述树脂之外的颗粒。通过将颗粒分散在下包层11中，能够进一步提高S/N比。可以使用能够增大下包层11的表面的光反射率和/或减小下包层11中的光透射率的任何适合的颗粒作为上述颗粒。在下包层11中分散有颗粒的情况下，下包层11的光反射率在650nm的波长处例如为7％或更大，优选地为10％或更大。
作为用于形成上述颗粒的材料，例如，给出了金属或无机氧化物。另外，颗粒的平均粒径为例如从10nm到5μm，优选地为从200nm到2.5μm。颗粒在下包层11中的填充率为例如从1％到50％，优选地为从2％到30％。
芯层12形成为沿与下包层11的宽度方向(图2中图面的左右方向)和厚度方向均正交的方向延伸的大致方柱形状，并且芯层12被埋设在下包层11的宽度方向上的大致中央处的上端部中。芯层12延伸的方向用作光在光波导10中传播的方向。
芯层12被配置成使得其上表面与下包层11的上表面平齐。通过将芯层12配置成使得芯层12的上表面与下包层11的上表面平齐，能够将金属层13有效地仅配置在芯层12的上侧。另外，芯层12被配置成使得芯层12的延伸方向上的两个端面与下包层11的延伸方向上的两个端面平齐。
芯层12的折射率(NCO)比下包层11的折射率(NCL)高。芯层12的折射率和下包层11的折射率之间的差(NCO-NCL)优选地为0.010或更大，更优选地为0.020或更大，还要更优选地为0.025或更大。当芯层12的折射率和下包层11的折射率之间的差落入这样的范围中时，检测单元20的光波导10能够被设成所谓的多模(multimode)。另外，芯层12的折射率和下包层11的折射率之间的差优选地为0.15或更小，更优选地为0.10或更小，还要更优选地为0.050或更小。当芯层12的折射率和下包层11的折射率之间的差落入这样的范围中时，在SPR激励产生时具有反射角度的光能够在芯层12中存在。
SPR传感器元件应用中的芯层12的折射率(NCO)优选地为1.43或更小，更优选地为1.40或更小，还要更优选地为1.38或更小。通过将芯层12的折射率设为1.43或更小，能够显著地增强检测灵敏度。芯层12的折射率的下限优选为1.34。当芯层12的折射率为1.34或更大时，即使在水溶液系统(水的折射率为1.33)的样品中也能够进行SPR，并且能够使用通用材料。
芯层12的厚度为例如从5μm到200μm，优选地为从20μm到200μm。另外，芯层12的宽度为例如从5μm到200μm，优选地为从20μm到200μm。当芯层12具有这样的厚度和/或宽度时，光波导10能够被设为所谓的多模。另外，芯层12的长度(光波导长度)为例如从2mm到50mm，优选地为从10mm到20mm。
作为用于形成芯层12的材料，能够使用任何合适的材料，只要能够获得本发明的效果即可。例如，芯层12可以由与用于形成下包层11的树脂相同并且被调整为具有比下包层11高的折射率的树脂形成。
如图1和图2所示，金属层13形成为均匀地覆盖下包层11的上表面和芯层12的上表面两者的至少一部分。需要时，可以在下包层11与金属层13之间以及芯层12与金属层13之间形成易粘接层(未图示)。通过形成易粘接层，下包层11和芯层12能够牢固地固定至金属层13。
作为用于形成金属层13的材料，给出了金、银、铂、铜、铝及它们的合金。金属层可以是单层，或者具有两层或多层的层叠结构。金属层的厚度(在层叠结构的情况下为所有层的总厚度)优选地为从20nm到70nm，更优选地为从30nm到60nm。
作为用于形成易粘接层的材料，可以典型地给出铬或钛。易粘接层的厚度优选地为从1nm到5nm。
如图1所示，上包层14以如下方式形成为在平面图中具有矩形形状的框的形状：在下包层11的上表面和芯层12的上表面处，上包层14的外周与下包层11的外周在平面图中大致平齐。由下包层11的上表面、芯层12的上表面和上包层14包围的部分被划分为样品载置部30。通过将样品载置于该划分部分中，检测单元20的金属层和样品彼此接触，从而能够进行检测。另外，通过形成这样的划分部分，能够将样品容易地载置于金属层的表面，因此能够增强可操作性。
作为用于形成上包层14的材料，例如，给出了用于形成芯层12以及下包层11的材料和硅橡胶。上包层14的厚度优选地为从5μm到2000μm，更优选地为从25μm到200μm。上包层14的折射率优选地低于芯层12的折射率。在一个实施方式中，上包层14的折射率等于下包层11的折射率。
SPR传感器元件100能够通过例如日本特开2011-179978号公报和日本特开2012-215540号公报中公开的方法制造。
在图1和图2中，示出了包括形成于光波导的金属层的SPR传感器元件，但是本发明中优选使用的光波导不限于该实施方式。具体地，能够通过使用任何形式的光波导获得本发明的效果，只要光波导构成了基于从芯层出射的光的变化进行分析的传感器的检测单元即可。例如，可以在光波导上形成光吸收特性根据与样品的接触而变化的感测层以代替金属层，或者可以在光波导上形成固定有抗体或抗原的介电层以代替金属层。
如上所述，在本发明中，来自光源的光以如下方式入射到芯层：使得光波导的入射口侧端面处的光斑完全包括芯层的入射口，光波导的入射口侧端面处的光斑面积为芯层的入射口的面积的两倍或更大，并且芯层的入射口端面处的光的入射角度范围为从10°到30°。
图3是用于示出根据本发明的第一实施方式的光入射方法的示意图，该方法用于使光入射到如图1和图2所示的SPR传感器元件的芯层。图4是第一实施方式中当从入射口侧观察时的SPR传感器元件的示意图。现在，将参照附图更加详细地说明本发明。
如图3所示，光源110和装置120配置在芯层12的入射口侧。装置120通过光学连接器111连接至光源110，并且装置120用于调整光的光斑直径和/或光的入射角度范围。另一方面，芯层12的出射口侧通过直径与出射口的直径大致相同的光纤130连接至光学测量器140。
能够使用任何合适的光源作为光源110。光源110的具体示例包括白光源和单色光源。光学测量器140包括光接收元件，并且光学测量器140连接至任何合适的运算处理装置以便能够累积、显示并处理数据。
由于装置120用于调整光的光斑直径和/或光的入射角度范围，所以能够使用限定空间励振光学系统装置(limitedspaceexcitationopticalsystemdevice)(例如，由SynergyOptosystems公司制造的“M-ScopetypeG”(商品名))、扩束器或凹透镜等。
芯层12的入射口端面处的光的入射角度范围(θ1)为从10°到30°，优选地为从20°到30°。在这样的入射角度范围内，能够将入射光优选地引导到芯层12中。在图示的示例中，发散光入射到芯层12中，但是会聚光也可以入射到芯层12。注意，芯层12的入射口端面处的光的入射角度是指由入射光的光轴方向和芯层12的延伸方向形成的角度。入射角度范围对应于待入射到芯层12的光的扩散角度，并且是指入射光的强度变成光轴上的强度的50％处的角度(半值角(half-valueangle))。例如，具有10°(θ1＝10°)的入射角度范围的光是指具有10°的半值角的光。
另外，如图4所示，在SPR传感器元件100的入射口侧端面处的光的光斑A完全包括芯层12的入射口。光斑A的面积为芯层12的入射口的面积的两倍或更大，优选地为四倍或更大，更优选地为六倍或更大。对于光斑A的面积的上限没有特别限制，优选光斑A的面积被设为允许光在上述入射角度范围内入射到芯层12。
光斑A的直径例如为80μm或更大，优选地为100μm或更大，更优选地为150μm或更大。当光斑直径落入这样的范围内时，允许光以多模方式入射到芯层12的入射口的整个表面。对光斑直径的上限没有特别限制，优选将光斑直径设为允许光在上述入射角度范围(扩散角度)入射到芯层12。
从有效地将光导入芯层12的视角出发，优选入射光的光轴(光斑A的中心)与芯层12的入射口的中心大致一致。
图5是用于示出根据本发明的第二实施方式的光入射方法的示意图，其用于使光入射到图1和图2所示的SPR传感器元件的芯层。第二实施方式与第一实施方式的不同之处在于从光源110’发出的光直接入射到芯层12。根据本实施方式，从光源110’发出的光能够被直接导入芯层12，因此具有不产生连接损失并且简化了诸如光学连接等的操作的优点。从获得上述扩散角度的视角出发，优选使用具有高指向性的光源(例如，LED光源、激光光源)。
根据本发明的另一方面，提供SPR传感器。本发明的SPR传感器优选地用于执行上述光入射方法。
如图5所示，根据本发明的一个实施方式的SPR传感器200b包括：(1)光源110’；和(2)SPR传感器元件100，其包括多模光波导10和金属层13，该多模光波导10包括下包层11和芯层12，芯层12形成为芯层12的至少一部分与下包层11邻接，金属层13覆盖芯层12。在SPR传感器200b中，光源110’被配置成使得从光源110’发出的光在光波导10的入射口侧端面处形成光斑，该光斑完全包括芯层12的入射口并且该光斑面积是芯层12的入射口的面积的两倍或更大，并且光源110’被配置成使得光以从10°到30°的入射角度范围(扩散角度)入射到芯层12的入射口端面。
如图3所示，根据本发明的另一实施方式的SPR传感器包括：(1)光源110；(2)SPR传感器元件100；和(3)装置120，其中，SPR传感器元件100包括多模光波导10和金属层13，多模光波导10包括下包层11和芯层12，芯层12形成为芯层12的至少一部分与下包层11邻接，金属层13覆盖芯层12，装置120用于使从光源110发出的光在光波导10的入射口侧端面处形成光斑，该光斑完全包括芯层12的入射口并且该光斑面积是芯层12的入射口的面积的两倍或更大，并且装置120用于使光以从10°到30°的入射角度范围(扩散角度)入射到芯层12的入射口端面。在图3所示的SPR传感器200a中，装置120可以是例如限定空间励振光学系统装置、扩束器或凹透镜等。
现在，说明使用本发明的SPR传感器的测定方法。
首先，将样品载置于SPR传感器元件100的样品载置部30，并使样品与金属层13彼此接触。然后，将从光源110发出的光以预定的入射角度范围(扩散角度)和预定的光斑直径引导至芯层12。被引导至芯层12的光在芯层12内反复全反射的状态下透射穿过芯层12，一部分光入射到芯层12的上表面的金属层13并由于表面等离子共振(surfaceplasmonresonance)而衰减。透过芯层12的光通过光纤130被引导至光学测量器140。即，在SPR传感器中，在芯层12中具有产生表面等离子共振的波长的光的强度在被引导至光学测量器140的光中衰减。产生表面等离子共振的光的波长取决于例如与金属层13接触的样品的折射率。因此，通过检测被引导至光学测量器140的光的光强度的衰减，能够检测到样品的折射率的变化。
例如，在使用白光源作为光源110的情况下，通过用光学测量器140测量光强度在透过芯层12后衰减的光的波长(产生表面等离子共振的光的波长)，并检测光强度衰减了的光的波长的变化，能够确认样品的折射率的变化。此外，例如，在使用单色光源作为光源110的情况下，通过用光学测量器140测量透过芯层12后单色光的光强度的变化(衰减程度)并检测衰减程度的变化，能够确认产生表面等离子共振的光的波长的变化和样品的折射率的变化。
[实施例]
以下，通过实施例具体说明本发明。但是，本发明不限于这些实施例。
[实施例1]
如图1和图2所示的SPR传感器元件是根据日本特开2012-215540号公报中公开的制造方法获得的。具体地，作为用于形成下包层的材料的氟基UV固化树脂(由SolvaySpecialtyPolymers日本株式会社制造的“FluorolinkMD700”(商品名))被涂布于具有与下包层的芯层形成部对应的突起部的模具，并且用紫外线使树脂固化以形成下包层。由此获得的下包层的折射率为1.347。下包层具有80mm的长度、80mm的宽度和100μm的厚度，并且在下包层中形成具有50μm宽度和50μm厚度(深度)的芯层形成用的槽部。在从模具剥离下包层后，利用形成芯层用的材料填充该槽部，并使用紫外线进行固化以形成芯层。通过用60质量份的氟基UV固化树脂(由DIC公司制造的“OP38Z”(商品名))和40质量份的氟基UV固化树脂(由DIC公司制造的“OP40Z”(商品名))进行搅拌溶解，制备用于形成芯层的材料。由此形成的芯层的折射率为1.384。注意，通过在硅晶片上形成具有10μm厚度的薄膜并通过使用棱镜耦合器式折射率测定装置(prismcouplerrefractiveindexmeasurementdevice)测定膜在830nm波长处的折射率来测量折射率。如上所述，制作了埋设型(buried-type)光波导膜。
接着，通过具有长度为6mm和宽度为1mm的开口的掩模，在由此获得的光波导膜的上表面(芯层露出表面)溅射金，由此以覆盖下包层和芯层两者的一部分的方式形成金属层(厚度：30nm)。最终，使用和下包层形成用的材料相同的材料并通过和形成下包层的方法相同的方法，形成了框形的上包层。由此，制造了图1和图2中所示的SPR传感器元件。
如图3所示，在由此获得的SPR传感器元件的入射口侧配置卤素光源(由OceanOptics公司制造的“HL-2000-HP”(商品名))和限定空间励振光学系统装置(由SynergyOptosystems公司制造的“M-ScopetypeG”(商品名))，并将它们彼此连接。另外，将芯层的出射口通过如下的光纤连接至功率表(powermeter)以便获得SPR传感器：该光纤具有与出射口的直径大致相同的直径
在由此获得的SPR传感器中，从光源发出的白光被控制为以14°的入射角
度范围(扩散角度)和的光斑直径入射到芯层，并用功率表测量从芯层的出射口出射的光的强度。结果在表1中示出。
[实施例2至实施例9和比较例1至比较例3]
除了将入射角度范围(扩散角度)和光斑直径控制成表1中所示的值以外，以与实施例1中相同的方式利用功率表测量从芯层的出射口出射的光的强度。结果在表1中示出。
[表1]
[实施例10]
除了使用LED光源(由Thorlabs日本公司制造的“M660F1”(商品名))作为光源并且光斑直径和入射角度范围(扩散角度)被控制成表2中所示的值以外，以与实施例1中相同的方式利用功率表测量从芯层的出射口出射的光的强度。结果在表2中示出。
[实施例11]
如图5所示，在以与实施例1中相同的方式获得的SPR传感器元件入射口侧配置LED光源(由Thorlabs日本公司制造的“M660F1”(商品名))。另外，芯层的出射口通过光纤连接至功率表以便获得SPR传感器，该光纤具有与出射口的直径大致相同的直径在由此获得的SPR传感器中，从光源发出的LED光直接入射到芯层，并且用功率表测量从芯层的出射口出射的光的强度。LED光的入射角度范围在10°到30°的范围内。结果在表2中示出。
[比较例4]
以与实施例1中相同的方式获得的SPR传感器元件的芯层的入射口通过具有直径的光纤连接至LED光源(由Thorlabs日本公司制造的“M660F1”(商品名))。另外，芯层的出射口通过如下光纤连接至功率表以便获得SPR传感器，该光纤具有与出射口的直径大致相同的直径从光源发出的LED光通过在8°的入射角度范围内具有的直径的光纤入射到芯层，并且用功率表测量从芯层的出射口出射的光的强度。结果在表2中示出。
[表2]
[实施例12]
以与实施例1中相同的方式获得的SPR传感器元件的芯层的入射口通过具有直径的光纤连接至卤素光源(由OceanOptics公司制造的“HL-2000-HP”(商品名))。另外，芯层的出射口通过具有与出射口的直径大致相同的直径的光纤连接至功率表以便获得SPR传感器。在由此获得的SPR传感器中，从光源发出的白光通过具有直径的光纤以19°的入射角度范围(扩散角度)入射到芯层，并且用功率表测量从芯层的出射口出射的光的强度。结果在表3中示出。
[比较例5]
除了使用卤素光源(由OceanOptics公司制造的“HL-2000-HP”(商品名))作为光源以外，以与比较例4中相同的方式用功率表测量从芯层的出射口出射的光的强度。结果在表3中示出。
[表3]
[参考例1：无光波导条件下的输出]
卤素光源(由OceanOptics公司制造的“HL-2000-HP”(商品名))通过具有直径的光纤、接着通过具有直径的光纤连接至功率表。在此状态下，从光源发出白光，并且用功率表测量从具有直径的光纤出射的光的强度。由此测得的光的强度为1246μW。
[参考例2：无光波导条件下的输出]
LED光源(由Thorlabs日本公司制造的“M660F1”(商品名))通过具有直径的光纤、接着通过具有直径的光纤连接至功率表。在此状态下，从光源发出LED光，并且用功率表测量从具有直径的光纤出射的光的强度。由此测得的光的强度为1132μW。
<评价>
如表1至表3所示，在特定条件下光入射到芯层的实施例中，相比从比较例获得的结果，出射光的强度增加。因此，在通过使用这种光入射方法由在检测单元中包括光波导的传感器进行测量的情况下，能够获得更大的信号。
本发明的光入射方法能够优选地用于通过诸如SPR传感器等的使用光波导的传感器进行的测量。
在不背离本发明的范围和精神的情况下，本领域技术人员将会明白并易于进行其他变型。因此，应当理解，所附权利要求的范围不应被理解成受到说明书的细节的限制，而应被宽泛地解释。

Claims (5)

1.一种使光入射到多模光波导的芯层的入射方法，
所述光波导包括：
下包层；和
所述芯层，以所述芯层的至少一部分与所述下包层邻接的方式形成所述芯层，
所述入射方法包括使光入射到所述芯层，使得：
光在所述多模光波导的入射口侧端面处的光斑完全包括所述芯层的入射口；
光在所述多模光波导的入射口侧端面处的光斑面积为所述芯层的入射口的面积的两倍或更大；并且
光在所述芯层的入射口端面处的入射角度范围为从10°到30°。
2.根据权利要求1所述的入射方法，其特征在于，光在所述多模光波导的入射口侧端面处的光斑直径为100μm或更大。
3.一种SPR传感器测量方法，其包括：通过使用权利要求1所述的入射方法使光入射到SPR传感器元件的芯层，
所述SPR传感器元件包括多模光波导和覆盖所述芯层的金属层，其中，
所述多模光波导包括：
下包层；和
所述芯层，以所述芯层的至少一部分与所述下包层邻接的方式形成所述芯层。
4.一种SPR传感器，其包括：
SPR传感器元件和光源，所述SPR传感器元件包括多模光波导和金属层，其中，
所述多模光波导包括：
下包层；和
芯层，以所述芯层的至少一部分与所述下包层邻接的方式形成所述芯层，
所述金属层覆盖所述芯层，并且
所述光源被配置成使得从所述光源发出的光在所述多模光波导的入射口侧端面处形成如下的光斑：该光斑完全包括所述芯层的入射口并且该光斑的面积是所述芯层的入射口的面积的两倍或更大；并且所述光源被配置成使得光以从10°到30°的入射角度范围入射到所述芯层的入射口端面。
5.一种SPR传感器，其包括：
SPR传感器元件、光源和装置，其中，
所述SPR传感器元件包括多模光波导和金属层，
所述多模光波导包括：
下包层；和
芯层，以所述芯层的至少一部分与所述下包层邻接的方式形成所述芯层，
所述金属层覆盖所述芯层，
所述装置用于使从所述光源发出的光在所述多模光波导的入射口侧端面处形成如下的光斑：该光斑完全包括所述芯层的入射口并且该光斑的面积是所述芯层的入射口的面积的两倍或更大；所述装置还用于使光以从10°到30°的入射角度范围入射到所述芯层的入射口端面。
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