CN105510281A - 内银外金毛细管多模式检测表面等离子体共振传感器 - Google Patents

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彭伟
卢梦迪
李丽霞
梁瑜章
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Dalian University of Technology
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/55—Specular reflectivity
    • G01N21/552—Attenuated total reflection
    • G01N21/553—Attenuated total reflection and using surface plasmons

Abstract

本发明提供了一种内银外金毛细管多模式检测表面等离子体共振传感器，属于光纤传感技术领域。该传感器采用石英毛细管，在毛细管内壁镀银、外壁镀金的结构；采用液相化学沉积法，对敏化处理后的石英毛细管内壁沉积60nm-90nm的均匀银膜；内壁镀银膜的石英毛细管外壁中间段采用溅射镀膜法镀制金膜，镀膜长度7mm-15mm，镀膜厚度60nm-90nm；其中，金膜和银膜的厚度保持一致。本传感器结构小巧简单、性能稳定、工艺简单、制作方便且成本较低，并对传感检测具有较高的灵敏度。毛细管内部可用于检测油类等高折射率液体样品，外部用于检测低折射率生化样品等。传感器实用性强，可广泛应用于工业与生化传感领域。

Description

内银外金毛细管多模式检测表面等离子体共振传感器
技术领域
本发明属于光纤传感技术领域，涉及一种内银外金毛细管多模式检测表面等离子体共振传感器。
背景技术
目前采用表面等离子体共振技术的光纤传感器大多是依靠实心光纤纤芯外镀膜，通过检测折射率小于纤芯折射率的液体实现传感，但是由于高折射率光纤价格昂贵，难以广泛用于高折射率检测物传感；而用于高折射率检测的光纤传感器除了价格昂贵之外，还有难以检测低折射率样品的限制；除此之外，单纯外壁镀金属薄膜的毛细管传感器由于技术受限，只能进行单通道检测，灵敏度较低，且不具备大范围折射率检测能力；而已知的光纤类双通道传感系统只能用于检测单种样品、达到自补偿的作用，不能真正实现多样品的同时检测功能。
发明内容
本发明的目的是提供一种内银外金毛细管多模式检测表面等离子体共振传感器，对于内外两个通道的信号解调简单有效，能够实现实时动态监测各种大小折射率的样品溶液；毛细管内壁采用化学方法镀制银膜用以检测高折射率样品、外壁采用真空蒸镀法镀金膜用以检测低折射率样品，以此来实现内外通道同时或单个检测高低折射率的两种样品溶液，克服普通光纤等离子体共振传感器检测范围有限的缺点；
本发明所采用的技术方案是：
一种内银外金毛细管多模式检测表面等离子体共振传感器，该传感器采用石英毛细管，在石英毛细管内壁镀银、外壁镀金的结构；石英毛细管的内径为400-600μm、数值孔径不低于0.21、长度为40mm-60mm；采用液相化学沉积法，对敏化处理后的石英毛细管内壁沉积60nm-90nm的均匀银膜；内壁镀银膜的石英毛细管外壁中间段采用溅射镀膜法镀制金膜，镀膜长度7mm-15mm，镀膜厚度60nm-90nm；其中，金膜和银膜的厚度保持一致。
采用塑料包层多模光纤跳线进行信号的耦合传输。光纤光源发射的宽谱光经光纤跳线的一支进入内银外金毛细管多模式检测等离子体共振传感器，光在毛细管内部传输，传感信号通过内部待测样品传输到传感器另一端，经跳线一支耦合到光谱仪CCD上进行探测。分别在银膜与内部高折射率待测液之间和金膜与外部低折射率待测液之间激发表面等离子体共振，形成双通道、多模式传感。
本发明的效果和益处是：
本传感器结构小巧简单、性能稳定、工艺简单、制作方便且成本较低，并对传感检测具有较高的灵敏度。采用较为简单的真空蒸镀镀膜技术和液相沉积镀膜工艺，实现了双样品检测、多模式传感；其中，毛细管内部可用于检测油类等高折射率液体样品，外部用于检测低折射率生化样品等。传感器实用性强，可广泛应用于工业与生化传感领域。
附图说明
图1是内银外金毛细管多模式检测等离子体共振传感器结构示意图。
图2是内银外金毛细管多模式检测等离子体共振传感器截面示意图。
图中：1金膜；2银膜；3石英毛细管。
具体实施方式
以下结合技术方案和附图详细叙述本发明的具体实施方式。
本发明以表面等离子体共振原理为依托，将其应用于毛细管的传感检测中，旨在毛细管中实现波长调制式的高灵敏度传感检测。通过对金膜、银膜与待测样品界面的表面等离子体共振效应的检测，反应待测样品折射率的动态变化。本发明采用的毛细管内径400μm、外径600μm、数值孔径0.31。内壁银膜采用液相化学沉积镀膜法，沉积厚度70nm；外壁金膜采用真空蒸镀镀膜法，溅射厚度70nm。
本发明的制备过程如下：
1)取一段50mm的石英毛细管，将光纤的两个端面用砂纸磨平，用乙醇、丙酮、二氯甲烷溶液多次超声清洗后，氮气吹干备用。
2)将石英毛细管连接至蠕动泵上，依次通入敏化液和去离子水；采用液相沉积镀膜方法将银膜沉积在毛细管内壁；精确控制银镜反应的时间和温度保证镀膜厚度70nm。
3)将镀好银膜的毛细管重新用乙醇、丙酮、二氯甲烷溶液超声清洗后，氮气吹干。采用真空蒸镀镀膜的方法在外壁中间段镀金膜，厚度70nm，长10mm。
4)将上述结构接入多模光纤跳线进行信号的耦合传输，一端连接宽谱光源，另一端连接光谱仪CCD上进行探测。

Claims (3)

1.一种内银外金毛细管多模式检测表面等离子体共振传感器，其特征在于，该传感器采用石英毛细管，在石英毛细管内壁镀银、外壁镀金的结构。
2.根据权利要求1所述的内银外金毛细管多模式检测表面等离子体共振传感器，其特征在于，采用液相化学沉积法，对敏化处理后的石英毛细管内壁沉积60nm-90nm的均匀银膜；内壁镀银膜的石英毛细管外壁中间段采用溅射镀膜法镀制金膜，镀膜长度7mm-15mm，镀膜厚度60nm-90nm；其中，金膜和银膜的厚度保持一致。
3.根据权利要求1或2所述的内银外金毛细管多模式检测表面等离子体共振传感器，其特征在于，所述的石英毛细管的内径为400-600μm、数值孔径不低于0.21、长度为40mm-60mm。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107576620A (zh) * 2017-10-12 2018-01-12 重庆三峡学院 一种基于边孔和哑铃光纤的全光纤微流芯片
CN108844924A (zh) * 2018-07-17 2018-11-20 河南师范大学 毛细管结构局域表面等离子共振生化传感器
CN110108669A (zh) * 2019-05-16 2019-08-09 东北大学 一种同时测量海水盐度和温度的双spr效应光纤传感器及其方法
CN110108384A (zh) * 2019-05-16 2019-08-09 东北大学 基于空芯光纤表面等离子共振的在纤式温度传感器及检测方法
CN117405651A (zh) * 2023-12-15 2024-01-16 武汉理工大学 镀铑金属毛细管及其制备方法、气体拉曼光谱检测系统

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
MENGDI LU ET AL: "Dual channel multilayer-coated surface plasmon resonance sensor for dual refractive index range measurements", 《OPTICS EXPRESS》 *
XIUXIN LIU,YUNLIU,ET AL: "Surface plasmon resonance biochemical sensor based on light guiding flexible fused silicaca pillary tubing", 《OPTICS COMMUNICATIONS》 *
YANJIE WANG, SHENGWEI MENG，ET AL: "Fiber-Optic Surface Plasmon Resonance Sensor With Multi-Alternating Metal Layers for Biological Measurement", 《PHOTONIC SENSORS》 *
蒋永翔,刘炳红,朱晓松,石艺尉: "镀银空芯光纤表面等离子体共振传感器的研究", 《光学学报》 *

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107576620A (zh) * 2017-10-12 2018-01-12 重庆三峡学院 一种基于边孔和哑铃光纤的全光纤微流芯片
CN107576620B (zh) * 2017-10-12 2023-08-25 重庆三峡学院 一种基于边孔和哑铃光纤的全光纤微流芯片
CN108844924A (zh) * 2018-07-17 2018-11-20 河南师范大学 毛细管结构局域表面等离子共振生化传感器
CN110108669A (zh) * 2019-05-16 2019-08-09 东北大学 一种同时测量海水盐度和温度的双spr效应光纤传感器及其方法
CN110108384A (zh) * 2019-05-16 2019-08-09 东北大学 基于空芯光纤表面等离子共振的在纤式温度传感器及检测方法
CN117405651A (zh) * 2023-12-15 2024-01-16 武汉理工大学 镀铑金属毛细管及其制备方法、气体拉曼光谱检测系统
CN117405651B (zh) * 2023-12-15 2024-03-22 武汉理工大学 镀铑金属毛细管及其制备方法、气体拉曼光谱检测系统

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