CN105683738B - 光波导、和各自使用其的spr传感器元件与比色传感器元件 - Google Patents

光波导、和各自使用其的spr传感器元件与比色传感器元件 Download PDF

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Abstract

提供了一种传感器元件，其在重复测量时展示出优异的测量精度。根据本发明的光波导(100)装配有包层(11)和芯层(12)，所述芯层(12)埋设在所述包层(11)中以致所述芯层(12)的至少一个表面露出。所述包层的表面与所述芯层的露出的所述面的水接触角是80°以上。根据本发明的SPR传感器元件和比色传感器元件包括所述光波导(100)。

Description

光波导、和各自使用其的SPR传感器元件与比色传感器元件
技术领域
本发明涉及光波导，以及各自使用所述光波导的SPR传感器元件和比色传感器元件。
背景技术
近年来，提出了一种SPR传感器元件，其中光波导用作检测单元(专利文献1)。通常，光波导包括芯层和包层，并且与用于覆盖所述芯层的上表面的金属层一起形成检测单元。当将液体样品重复地放置在这样的检测单元以测量时，其测量值会变化。
引用列表
专利文献
[PTL 1]JP 2000-19100 A
发明内容
发明要解决的问题
本发明提供了在重复测量时具有优异的测量精度的传感器元件。
用于解决问题的方案
根据本发明的一个实施方案，提供了一种光波导，其包括：
包层；和
芯层，其埋设在所述包层中以致所述芯层的至少一个表面露出，
其中所述包层的露出所述芯层的表面的水接触角是80°以上。
在本发明的一个实施方案中，所述包层包括包层形成树脂和分散在所述包层形成树脂中的颗粒。
在本发明的一个实施方案中，在所述包层中的所述颗粒的填充率是2％至75％。
在本发明的一个实施方案中，所述颗粒的平均粒径(φ)是200nm至2.5μm。
根据本发明的另一个方面，提供了一种SPR传感器元件。所述SPR传感器元件包括所述光波导。
根据本发明的又一个方面，提供了一种比色传感器元件。所述比色传感器元件包括所述光波导。
发明的效果
根据本发明的一个实施方案，提供了在重复测量时具有优异的测量精度传感器元件，和适用于所述传感器元件的光波导。
附图说明
图1是说明根据本发明的优选实施方案的光波导的示意性透视图。
图2是根据本发明的优选实施方案的SPR传感器元件的示意性透视图。
图3是图2中说明的SPR传感器元件的沿着线Ia-Ia的示意性截面图。
图4是根据本发明的优选实施方案的比色传感器元件的示意性透视图。
图5是图4中说明的比色传感器元件的沿着线Ib-Ib的示意性截面图。
图6是说明本发明的光波导的制造方法的一个实例的示意图。
具体实施方式
[A.光波导]
本发明的光波导包括具有预定的水接触角的包层；和芯层，所述芯层埋设在包层中以致芯层的至少一面露出。在660nm波长下的本发明的光波导的光损耗(传输损耗)是例如小于2.6dB/cm，优选2.0dB/cm以下，更优选1.5dB/cm以下。当光损耗落在该范围内时，光波导可以用作例如后述的SPR传感器元件或比色传感器元件等的传感器元件的检测单元。光损耗通过使用截断技术(cutback technique)来测量。
图1是说明根据本发明的优选实施方案的光波导的示意性透视图。在所说明的实例中，光波导100包括包层11和芯层12，所述芯层12埋设在包层11中以致芯层12的上表面露出。将光波导100形成为在平面图中具有大体矩形的平板状。包层的厚度(从芯层的上表面起的厚度)是例如5μm至400μm。应该注意的是，不像所说明的实例，芯层的上表面和下表面可以从包层中露出。
包层11优选包括包层形成树脂和分散在包层形成树脂中的颗粒。由于颗粒分散在包层中，包层可以具有粗糙的表面。
作为所述颗粒，可以使用任何适当的颗粒。例如，所述颗粒由折射率为优选1.40至3.00，更优选1.43至2.60的材料制成。使用这样的材料具有的优势在于容易地调节包层的折射率从而落在期望的范围内。进一步，例如，所述颗粒由衰减系数为优选0.1以下，更优选0的材料制成。应该注意的是，此处使用的折射率是指在830nm的波长下的折射率。进一步，此处使用的衰减系数是指在830nm的波长下的衰减系数。
给出金属和无机氧化物作为颗粒形成材料的具体实例。金属的优选实例可以包括钛、钽、铝、锌、铬和铁。另外，无机氧化物的优选实例可以包括金属氧化物(例如，二氧化钛(TiO2)、氧化钽(Ta2O5)、氧化铝(Al2O3)、氧化锌(ZnO)、氧化铬(Cr2O3)、氧化铁(Fe2O3)和氧化铜(CuO))；和准金属氧化物(例如，氧化硼(B2O3)、氧化硅(SiO2)和氧化锗(GeO2))。所述颗粒可以单独或组合使用。
所述颗粒的平均粒径(φ)是例如10nm至5μm。平均粒径的下限优选200nm，更优选300nm。进一步，平均粒径的上限优选2.5μm，更优选2.0μm。在这样的平均粒径的情况下，在抑制了光损耗的同时，包层的表面的水接触角可以设定为落在期望的范围内。应该注意的是，此处使用的平均粒径是指中值直径。在包层中的所述颗粒的平均粒径可以基于例如激光衍射/散射粒度分布测量或体积基准的粒度分布来获得，所述体积基准的粒度分布由通过包层的截面的SEM图像的图像处理测定的粒度分布来获得。
能够形成具有与后述的芯层相比较低的折射率的包层的任何适当的树脂可以用作包层形成树脂。其具体实例包括氟树脂、环氧树脂、聚酰亚胺树脂、聚酰胺树脂、硅树脂、丙烯酸系树脂、和其改性产物(例如，芴改性的产物、氘改性的产物、和在除了氟树脂以外的树脂的情况下的氟改性的产物)。那些树脂可以单独或组合使用。那些树脂各自可以优选通过与感光剂共混来用作感光性材料。
包层形成树脂的折射率低于所述颗粒的折射率。包层形成树脂的折射率与所述颗粒的折射率之间的差优选0.03以上，更优选0.05以上，仍更优选0.07以上，再更优选0.10以上。
包层形成树脂的折射率优选1.42以下，更优选小于1.40，仍更优选1.38以下。
在包层11中的所述颗粒的填充率是例如1％至75％。填充率的下限优选2％，更优选3％，仍更优选5％。进一步，填充率的上限优选50％，更优选30％，仍更优选25％。在这样的填充率的情况下，在抑制了光损耗的同时，包层的表面的水接触角可以设定为落在期望的范围内。
包层11的折射率(NCL)低于所述颗粒的折射率(NPA)。包层的折射率与所述颗粒的折射率之间的差(NPA-NCL)优选0.03以上，更优选0.05以上，仍更优选0.07以上，再更优选0.10以上。
包层11的露出芯层的表面的水接触角是例如80°以上，优选85°以上且小于110°，更优选90°以上且小于110°，仍更优选95°以上且小于110°。当水接触角为80°以上的光波导用作传感器元件的检测单元时，可以改善重复测量的精度。同时，当水接触角是110°以上时，由于芯层与包层之间的界面上的凹凸导致的光损耗增加，并且不会充分地获得效果。水接触角的值依照JIS R3257来测量。
芯层12大体形成为在与包层11的宽度方向和厚度方向二者正交的方向上延伸的方柱形状，并且埋设在大体上在包层11的宽度方向的中央处的上端部。芯层12延伸的方向用作光在光波导中传输的方向。
配置芯层12，以致其上表面与包层11的上表面齐平。通过配置芯层以致其上表面与包层的上表面齐平，金属层可以在后述的SPR传感器元件中有效地仅配置于芯层的上侧。进一步，配置芯层，以致其在延伸方向上的两端面与包层在延伸方向上的两端面齐平。
芯层12的折射率(NCO)可以根据预期的用途等设定为任何适当的值。例如，当将光波导100应用于SPR传感器元件时，芯层12的折射率(NCO)优选1.43以下，更优选小于1.40，仍更优选1.38以下。当芯层的折射率设定为1.43以下时，检测灵敏度可以明显地改善。芯层的折射率的下限优选1.34。当芯层的折射率是1.34以上时，甚至在水溶液系样品(水的折射率：1.33)中，也可以启动SPR，并且可以使用通常使用的材料。
芯层12的折射率(NCO)高于包层11的折射率(NCL)。芯层的折射率与包层的折射率之间的差(NCO-NCL)优选0.010以上，更优选0.020以上，仍更优选0.025以上。当芯层的折射率与包层的折射率之间的差落在这样的范围内时，光波导100可以设定为所谓的多模(multimode)。因此，可以增加透过光波导的光的量，并且当光波导应用于后述的SPR传感器元件或比色传感器元件时，可以提高S/N比。进一步，芯层的折射率与包层的折射率之间的差优选0.15以下，更优选0.10以下，仍更优选0.050以下。
芯层12的厚度是例如5μm至200μm，优选20μm至200μm。进一步，芯层的宽度是例如5μm至200μm，优选20μm至200μm。当芯层具有这样的厚度和/或宽度时，光波导100可以设定为所谓的多模。进一步，芯层12的长度(波导长度)是例如2mm至50mm，优选10mm至20mm。
作为形成芯层12的材料，只要可以获得本发明的效果，则可以使用任何适当的材料。例如，芯层12可以由与包层形成树脂相似的、并且以具有与包层相比较高的折射率的方式调节的树脂形成。
应该注意的是，在图1中说明了一层芯层，但芯层的数量可以根据目的来改变。具体地，多个芯层可以以预定的间隔在包层的宽度方向上形成。进一步，作为芯层的形状，任何适当的形状(例如，半圆柱形状或凸圆柱(convex cylindrical)形状)可以根据目的来使用。
[B.SPR传感器元件]
图2是根据本发明的优选实施方案的SPR传感器元件的示意性透视图。图3是图2中说明的SPR传感器元件的沿着线Ia-Ia的示意性截面图。
如图2和图3中表明的，SPR传感器元件200具有在平面图中具有大体矩形的底框形状(bottomed frame shape)，并且包括：光波导100，其包括下包层11和芯层12，所述芯层12埋设在下包层11中以致芯层12的上表面露出；和用于覆盖下包层11和芯层12的金属层20。光波导100和金属层20用作构成检测样品的状态和/或其变化的检测单元210。在所说明的实施方案中，SPR传感器元件200包括以与检测单元210相邻的方式形成的样品配置部220。样品配置部220由上包层30来限定。只要可以适当地形成样品配置部220，则可以省略上包层30。在样品配置部220中，放置要分析的样品(例如，溶液或粉末)从而与检测单元(实际上，金属层)接触。
光波导100如上述A项中所述。
如图2和图3中表明的，形成金属层20从而均匀地覆盖下包层11和芯层12的上表面的至少一部分。按需要，易粘合层(未示出)可以形成在下包层与金属层之间和在芯层与金属层之间。通过形成易粘合层，金属层可以牢固地固定至下包层和芯层。
作为形成金属层的材料，可以给出金、银、铂、铜、铝、和其合金。金属层可以是单层或可以具有两层以上的层叠结构。金属层的厚度(在层叠结构的情况下是所有层的总厚度)优选20nm至70nm，更优选30nm至60nm。
作为形成易粘合层的材料，可以典型地给出铬或钛。易粘合层的厚度优选1nm至5nm。
如图2中表明的，在光波导100的上表面上，上包层30形成为在平面图中具有矩形的框的形状，以致上包层30的外周变得与在平面图中的光波导100的外周大体齐平。将由光波导100的上表面和上包层30围绕的部分划分为样品配置部220。通过将样品放置在划分的部分中，检测单元210的金属层与样品彼此接触以致可进行检测。进一步，通过形成这样的划分的部分，样品可以容易地放置在金属层的表面上，由此可以提高操作性。
作为形成上包层30的材料，例如，可以给出形成芯层和下包层的材料，和硅橡胶。上包层的厚度优选5μm至2,000μm，更优选25μm至200μm。上包层的折射率优选低于芯层的折射率。在一个实施方案中，上包层的折射率等于下包层的折射率。
虽然以上已经描述根据本发明的优选实施方案的SPR传感器元件，但本发明不限于此。例如，盖子可以设置在SPR传感器元件200(样品配置部220)的上部。在这样的构成的情况下，可以防止样品与环境空气接触。另外，在样品是溶液的情况下，可以防止由溶剂的蒸发导致的浓度的变化。在设置盖子的情况下，可以形成用于将液体样品注入样品配置部的注入口和用于将液体样品从样品配置部排出的排出口。在这样的构成的情况下，可以使样品流动从而持续地供给至样品配置部，由此可以持续地测量样品的特性。
以下描述这样的SPR传感器元件200的使用方式的实例。
首先，将样品配置在SPR传感器元件200的样品配置部220上，以致样品和金属层20彼此接触。然后，将来自任何适当的光源的光导入SPR传感器元件200(芯层12)。在芯层12中重复全反射的同时，导入SPR传感器元件200(芯层12)的光透过SPR传感器元件200(芯层12)；并且一部分光进入在芯层12的上表面上的金属层20，并且通过表面等离子共振而衰减。将透过并且输出自SPR传感器元件200(芯层12)的光导入任何适当的光学测量仪器。即，在从SPR传感器元件200导入光学测量仪器的光中，具有在芯层12中产生表面等离子共振的波长的光的强度衰减。产生表面等离子共振的光的波长依赖于例如与金属层20接触的样品的折射率。因此，通过检测导入光学测量仪器的光的光强度的衰减，可以检测样品的折射率或折射率的变化。
[C.比色传感器元件]
图4是说明根据本发明的优选实施方案的比色传感器元件的示意性透视图。图5是图4中说明的比色传感器元件的沿着线Ib-Ib的示意性截面图。
如图4和图5中表明的，比色传感器元件300具有在平面图中具有大体矩形的底框形状，并且包括：光波导100，其包括下包层11和芯层12，所述芯层12埋设在下包层11中以致芯层12的上表面露出。光波导100用作构成检测样品的状态和/或其变化的检测单元310。在所说明的实施方案中，比色传感器元件300进一步包括以与检测单元310(光波导100)相邻的方式形成的样品配置部320。样品配置部320由上包层30来限定。只要可以适当地形成样品配置部320，则可以省略上包层30。在样品配置部320中，放置要分析的样品(例如，溶液或粉末)从而与检测单元接触。进一步，虽然未表明，但与记载于上述B项中的SPR传感器元件相似，盖子可以设置在比色传感器元件300(样品配置部320)上。
光波导100如上述A项中所述。进一步，上包层30如上述B项中所述。
以下描述这样的比色传感器元件300的使用方式的实例。
首先，将样品放置在比色传感器元件300的样品配置部320上，以致样品和检测单元310(光波导100)彼此接触。然后，将来自任何适当的光源的光导入比色传感器元件300(芯层12)。在芯层12中重复全反射的同时，导入比色传感器元件300(芯层12)的光透过比色传感器元件300(芯层12)。一部分光作为衰逝波从芯层12漏出，并且进入在芯层12的上表面上的样品而衰减。将已经透过比色传感器元件300(芯层12)而发射的光导入任何适当的光学测量仪器。即，在从比色传感器元件300导入光学测量仪器的光中，具有由在芯层12上的样品吸收的波长的光的强度衰减。由样品吸收的波长依赖于例如放置在比色传感器元件300上的样品的颜色而不同，由此通过检测导入光学测量仪器的光的光强度的衰减，可以检测样品的颜色和样品的变化。
[D.制造方法]
作为本发明的光波导的制造方法，可以使用任何适当的方法。作为本发明的光波导的制造方法的具体实例，给出了图6中说明的方法或JP2012-215541的图3中说明的方法。
在图6中说明的方法中，首先，如图6(a)中表明的，将芯层形成材料12’施涂在具有对应于芯层的形状的凹部的模具50的表面上。然后，如图6(b)中表明的，转印膜60在将转印膜60使用加压手段70沿预定方向加压的同时贴合至模具50的表面上，以致在芯层形成材料12’填充入凹部中的同时除去过量的芯层形成材料12’。之后，如图6(c)中表明的，将填充入凹部中的芯层形成材料12’使用紫外线照射从而使该材料固化，由此形成芯层12。另外，如图6(d)中表明的，将转印膜60从模具50剥离，并且芯层12因此转印至转印膜60上。
然后，如图6(e)中表明的，将包括包层形成树脂和按需要分散在该树脂中的颗粒的包层形成材料11’施涂在转印膜60上从而覆盖芯层12。可选择地，不像所说明的实例，包层形成材料11’可以预先施涂在其它支承体(例如，进行电晕处理的PET膜)上，并且该支承体和转印膜60可以彼此贴合以致包层形成材料11’覆盖芯层12。之后，如图6(f)中表明的，将包层形成材料11’使用紫外线照射从而使该材料固化，由此形成包层11。然后，如图6(g)中表明的，将转印膜60剥离除去并且将所得物颠倒过来，由此获得包括埋设在包层11中的芯层12的光波导。
紫外线的照射条件可以根据材料的种类适当地设定。材料可以按需要加热。加热可以在紫外线照射之前、在紫外线照射之后、或与紫外线照射同时来进行。进一步，作为将颗粒分散在包层形成树脂中的方法，可以使用任何适当的方法。
本发明的SPR传感器元件和比色传感器元件可以通过将期望的组件(金属层和上包层等)形成在本发明的光波导的芯露出面上来获得。作为那些组件的形成方法，可以使用记载于JP 2012-107901A和JP 2012-215541A等中的方法。
实施例
在以下通过实施例地方时具体地描述本发明。然而，本发明不限于以下实施例。
<折射率>
折射率通过以下来测量：在硅晶片上形成厚度为10μm的膜并且通过使用棱镜耦合折射率测量装置在830nm的波长下测量膜的折射率。
<填充率>
颗粒的填充率基于以下表达式来计算。
填充率(％)＝((颗粒混合率(wt％)/堆积比重(g/ml))/(100+颗粒混合率(wt％)))×100
<堆积比重>
颗粒的堆积比重通过以下来计算：将颗粒放置在具有已知体积(mL)的杯子中，测量颗粒重量(g)，并且将颗粒重量除以杯子体积。
<平均粒径>
通过激光衍射/散射粒度分布测量计算的中值直径用作平均粒径。
<水接触角>
依照JIS R3257，包层的上表面(芯层露出面)的水接触角通过自动接触角计(“Drop Master 500”(型号)，Kyowa Interface Science Co.,LTD.制造)来测量。
<实施例1>
光波导膜通过图6中说明的方法来生产。具体地，芯层形成材料滴至模具(长度：200mm，宽度：200mm)的表面上，其中宽度为50μm并且长度(深度)为50μm的芯层形成用凹部形成在模具的表面上。使具有一个表面进行了电晕处理的PP膜(厚度：40μm)的电晕处理表面的一端抵接至模具的表面，并且使另一端翘曲。在此状态下，在从PP膜侧加压模具与PP膜之间的抵接部的同时，辊向另一端侧旋转，从而使模具和PP膜彼此贴合。在此情况下，芯层形成材料填充入模具的凹部中，因此将过量的芯层形成材料推出。然后，将因此获得的层叠体从PP膜侧使用紫外线照射从而使芯层形成材料完全固化，由此形成芯层(折射率：1.384)。应该注意的是，芯层形成材料通过搅拌和溶解60重量份的氟系UV固化型树脂(“OP38Z”(商品名)，DIC Corporation制造)和40重量份的氟系UV固化型树脂(“OP40Z”(商品名)，DIC Corporation制造)来制备。然后，将PP膜与模具剥离从而将具有厚度为50μm并且宽度为50μm的大体方柱形状的芯层转印至膜上。
将包层形成材料施涂至PP膜从而覆盖芯层。应该注意的是，包层形成材料通过混合93.5重量份的氟系UV固化型树脂(“Fluorolink MD700”(商品名)，Solvay SpecialtyPolymers Japan K.K.制造，折射率：1.348)和6.5重量份的二氧化硅颗粒(“AdmafineSC1500-SMJ”(商品名)，Admatechs Company Limited制造，折射率：1.45)来制备。此时，施涂包层形成材料以致从芯层的表面(上表面)起的厚度变为100μm。然后，将所得物使用紫外线照射从而使包层形成材料固化，由此形成包层。然后，将PP膜通过剥离来除去并且将包层和芯层反转。如上所述，生产了具有埋设在包层中的芯层的光波导膜。
<实施例2>
除了在包层形成材料中的二氧化硅颗粒的混合率设定为10wt％以外，以与实施例1相同的方式来生产光波导膜。
<实施例3>
除了使用不同的二氧化硅颗粒(“Admafine SC2500-SMJ”(商品名)，AdmatechsCompany Limited制造)，并且在包层形成材料中的二氧化硅颗粒的混合率设定为0.6wt％以外，以与实施例1相同的方式来生产光波导膜。
<实施例4>
除了使用不同的二氧化硅颗粒(“Admafine SC2500-SMJ”(商品名)，AdmatechsCompany Limited制造)，并且在包层形成材料中的二氧化硅颗粒的混合率设定为2.5wt％以外，以与实施例1相同的方式来生产光波导膜。
<实施例5>
除了使用不同的二氧化硅颗粒(“Admafine SC2500-SMJ”(商品名)，AdmatechsCompany Limited制造)，并且在包层形成材料中的二氧化硅颗粒的混合率设定为5wt％以外，以与实施例1相同的方式来生产光波导膜。
<实施例6>
除了使用不同的二氧化硅颗粒(“Admafine SC2500-SMJ”(商品名)，AdmatechsCompany Limited制造)，并且在包层形成材料中的二氧化硅颗粒的混合率设定为10wt％以外，以与实施例1相同的方式来生产光波导膜。
<实施例7>
除了使用不同的二氧化硅颗粒(“Admafine SC2500-SMJ”(商品名)，AdmatechsCompany Limited制造)，并且在包层形成材料中的二氧化硅颗粒的混合率设定为26wt％以外，以与实施例1相同的方式来生产光波导膜。
<实施例8>
除了使用不同的二氧化硅颗粒(“Admafine SC5500-SMJ”(商品名)，AdmatechsCompany Limited制造)，并且在包层形成材料中的二氧化硅颗粒的混合率设定为0.8wt％以外，以与实施例1相同的方式来生产光波导膜。
<实施例9>
除了使用不同的二氧化硅颗粒(“Admafine SC5500-SMJ”(商品名)，AdmatechsCompany Limited制造)，并且在包层形成材料中的二氧化硅颗粒的混合率设定为2wt％以外，以与实施例1相同的方式来生产光波导膜。
<实施例10>
除了使用不同的二氧化硅颗粒(“Admafine SC5500-SMJ”(商品名)，AdmatechsCompany Limited制造)，并且在包层形成材料中的二氧化硅颗粒的混合率设定为5wt％以外，以与实施例1相同的方式来生产光波导膜。
<实施例11>
除了使用不同的二氧化硅颗粒(“Admafine SC5500-SMJ”(商品名)，AdmatechsCompany Limited制造)，并且在包层形成材料中的二氧化硅颗粒的混合率设定为10wt％以外，以与实施例1相同的方式来生产光波导膜。
<实施例12>
除了使用不同的二氧化硅颗粒(“AEROSIL R974”(商品名)，Nippon Aerosil Co.,Ltd.制造，折射率：1.45)，并且在包层形成材料中的二氧化硅颗粒的混合率设定为2.6wt％以外，以与实施例1相同的方式来生产光波导膜。
<实施例13>
除了使用不同的二氧化硅颗粒(“AEROSIL R974”(商品名)，Nippon Aerosil Co.,Ltd.制造，折射率：1.45)，并且在包层形成材料中的二氧化硅颗粒的混合率设定为5wt％以外，以与实施例1相同的方式来生产光波导膜。
<实施例14>
除了使用不同的二氧化硅颗粒(“SYLOPHOBIC 507”(商品名)，Fuji SilysiaChemical Ltd.制造，折射率：1.45)，并且在包层形成材料中的二氧化硅颗粒的混合率设定为3.2wt％以外，以与实施例1相同的方式来生产光波导膜。
<实施例15>
除了使用不同的二氧化硅颗粒(“SYLOPHOBIC 702”(商品名)，Fuji SilysiaChemical Ltd.制造，折射率：1.45)，并且在包层形成材料中的二氧化硅颗粒的混合率设定为4wt％以外，以与实施例1相同的方式来生产光波导膜。
<实施例16>
除了使用不同的二氧化硅颗粒(“SYLOPHOBIC 702”(商品名)，Fuji SilysiaChemical Ltd.制造，折射率：1.45)，并且在包层形成材料中的二氧化硅颗粒的混合率设定为7.2wt％以外，以与实施例1相同的方式来生产光波导膜。
<实施例17>
除了使用不同的二氧化硅颗粒(“SYLOPHOBIC 702”(商品名)，Fuji SilysiaChemical Ltd.制造，折射率：1.45)，并且在包层形成材料中的二氧化硅颗粒的混合率设定为25wt％以外，以与实施例1相同的方式来生产光波导膜。
<实施例18>
除了使用二氧化钛颗粒(“SRD 02-W”(商品名)，Sakai Chemical IndustryCo.Ltd.制造，晶相：金红石型，折射率：2.72)，并且在包层形成材料中的二氧化钛颗粒的混合率设定为2wt％以外，以与实施例1相同的方式来生产光波导膜。
<比较例1>
除了在包层形成材料中的二氧化硅颗粒的混合率设定为0wt％(即，不使用二氧化硅颗粒)以外，以与实施例1相同的方式来生产光波导膜。
<比较例2>
除了使用不同的二氧化硅颗粒(“Admafine SC2500-SMJ”(商品名)，AdmatechsCompany Limited制造)，并且在包层形成材料中的二氧化硅颗粒的混合率设定为0.3wt％以外，以与实施例1相同的方式来生产光波导膜。
<测量值的变化的评价>
将在上述实施例和比较例中获得的各光波导膜通过切成22.25mm长度和20mm宽度的方块来切断。然后，将铬和金经由具有长度为6mm并且宽度为1mm的开口的掩模依序溅射在芯层露出面上，由此依序形成易粘合层(厚度：1nm)和金属层(厚度：50nm)从而覆盖芯层。最终，使用与下包层的形成方法相似的方法，具有框形状的上包层通过使用氟系UV固化型树脂(“Fluorolink MD700”(商品名)，Solvay Specialty Polymers Japan K.K.制造)来形成。以此方式，生产了与图2和图3中说明的SPR传感器元件相似的SPR传感器元件。应该注意的是，由上包层限定的样品配置部的横截面积是24mm2(8mm×3mm)。
作为样品，将1μL的10％乙二醇水溶液放置在上述获得的SPR传感器元件的样品配置部上，并且使来自卤素光源(“HL-2000-HP”(商品名)，Ocean Optics,Inc.制造，白光)的白光经由多模光纤(φ50μm)进入芯层的一个端部。进一步，将功率计经由多模光纤(φ50μm)连接至芯层的另一个端部，由此测量出射光的强度(μW)。
在将要放置在样品配置部上的样品改变为用于各测量的新样品(10％乙二醇水溶液)的同时，重复测量10次。获得的光强度的最大值与最小值之间的差被认为是测量变化。评价结果与光波导的各种特性一起在表1中示出。
[表1]
如从表1中显而易见的，即使当进行重复测量时，与使用比较例的光波导的SPR传感器元件相比，使用实施例的光波导的SPR传感器元件降低了出射光强度的变化。
产业上的可利用性
本发明的光波导可以适用作SPR传感器元件或比色传感器元件等的检测单元。
附图标记说明
11 包层(下包层)
12 芯层
20 金属层
30 上包层
100 光波导
200 SPR传感器元件
300 比色传感器元件

Claims (5)

1.一种光波导，其包括：
包层；和
芯层，其埋设在所述包层中以致所述芯层的至少一个表面露出，
其中所述包层的露出所述芯层的表面的水接触角是80°以上且小于110°，和
所述包层包括包层形成树脂和分散在所述包层形成树脂中的颗粒。
2.根据权利要求1所述的光波导，其中在所述包层中的所述颗粒的填充率是2％至75％。
3.根据权利要求1所述的光波导，其中所述颗粒的平均粒径φ是200nm至2.5μm。
4.一种SPR传感器元件，其包括根据权利要求1所述的光波导。
5.一种比色传感器元件，其包括根据权利要求1所述的光波导。
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