JP2013007687A - Sprセンサセルおよびsprセンサ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明のSPRセンサセルは、検知部と、該検知部に隣接するサンプル配置部とを備える。検知部は、アンダークラッド層と、少なくとも一部がアンダークラッド層に隣接するように設けられたコア層と、コア層を被覆する金属層と、金属層を被覆する被覆層とを有する。被覆層は金属酸化物で構成され、その屈折率はコア層の屈折率よりも高い。
【選択図】図1
Description
好ましい実施形態においては、上記被覆層の屈折率は1.60以上である。
好ましい実施形態においては、上記被覆層の消衰係数は1.80×10−2以下である。
好ましい実施形態においては、上記被覆層の厚みは5nm〜260nmである。
本発明の別の局面によれば、SPRセンサが提供される。このSPRセンサは、上記のSPRセンサセルを備える。
図1は、本発明の好ましい実施形態によるSPRセンサセルを説明する概略斜視図である。図2は、図1に示すSPRセンサセルの概略断面図である。なお、以下のSPRセンサセルの説明において方向に言及するときは、図面の紙面上側を上側とし、図面の紙面下側を下側とする。
本発明のSPRセンサセルは、任意の適切な方法により製造され得る。一例として、アンダークラッド層にコア層を形成する方法としてスタンパー方式を採用したSPRセンサセルの製造方法を説明する。アンダークラッド層にコア層を形成する方法としては、スタンパー方式以外に、例えば、マスクを用いたフォトリソグラフィー(直接露光方式)が挙げられる。なお、フォトリソグラフィーは周知である。
図4は、本発明の好ましい実施形態によるSPRセンサを説明する概略断面図である。SPRセンサ200は、SPRセンサセル100と光源110と光計測器120とを備える。SPRセンサセル100は、上記A項およびB項で説明した本発明のSPRセンサである。
図3(a)〜図3(e)に示すようなスタンパー方式を用いて光導波路を成形した。具体的には、アンダークラッド層のコア層形成部分に対応する突起部を有する鋳型に、アンダークラッド層形成材料であるフッ素系UV硬化型樹脂(DIC社製、商品名「OP38Z」)を充填し、紫外線硬化させてアンダークラッド層を形成した。得られたアンダークラッド層の屈折率は1.372であり、そのサイズは、長さ80mm、幅80mm、厚み150μmで、幅50μmおよび厚み(深さ)50μmのコア層形成用の溝部が形成されていた。鋳型からアンダークラッド層を剥離した後、上記溝部にコア層形成材料であるフッ素系UV硬化型樹脂(DIC社製、商品名「OP40Z」)を充填し、コア層を形成した。形成されたコア層の屈折率は1.399(波長850nm)、吸収係数は2.90×10−2(mm−1)であった。なお、屈折率は、シリコンウェハの上に10μm厚のコア層形成材料の膜を形成し、プリズムカプラ式屈折率測定装置を用いて波長850nmで測定した。吸収係数は、ガラス基板の上に50μm厚のコア層形成材料の膜を形成し、分光光度計を用いて波長1200nmで測定した。以上のようにして、埋め込み型光導波路フィルムを作製した。
被覆層の厚みを40nmとしたこと以外は実施例1と同様にして、SPRセンサセルおよびSPRセンサを作製した。得られたSPRセンサを実施例1と同様の評価に供した。結果を表1に示す。
酸化タンタル(Ta2O5)をスパッタリングして被覆層(厚み:20nm)を形成したこと以外は実施例1と同様にして、SPRセンサセルおよびSPRセンサを作製した。得られたSPRセンサを実施例1と同様の評価に供した。結果を表1に示す。
酸化アルミニウム(Al2O3)をスパッタリングして被覆層(厚み:20nm)を形成したこと以外は実施例1と同様にして、SPRセンサセルおよびSPRセンサを作製した。得られたSPRセンサを実施例1と同様の評価に供した。結果を表1に示す。
被覆層を形成しなかったこと以外は実施例1と同様にして、SPRセンサセルおよびSPRセンサを作製した。得られたSPRセンサを実施例1と同様の評価に供した。結果を表1に示す。
チタンをスパッタリングして被覆層(厚み:20nm)を形成したこと以外は実施例1と同様にして、SPRセンサセルおよびSPRセンサを作製した。得られたSPRセンサを実施例1と同様の評価に供した。結果を表1に示す。
クロムをスパッタリングして被覆層(厚み:20nm)を形成したこと以外は実施例1と同様にして、SPRセンサセルおよびSPRセンサを作製した。得られたSPRセンサを実施例1と同様の評価に供した。結果を表1に示す。
市販のハードコート用ウレタン系樹脂(JSR社製、商品名「オプスターTU4106」)を紫外線硬化させて被覆層(厚み:20nm)を形成したこと以外は実施例1と同様にして、SPRセンサセルおよびSPRセンサを作製した。得られたSPRセンサを実施例1と同様の評価に供した。結果を表1に示す。
表1から明らかなように、実施例のSPRセンサセルの検出感度は、比較例に比べて優れていることがわかる。より詳細には、金属酸化物層を形成した実施例のSPRセンサセルは、金属酸化物層を形成していない比較例1および樹脂層を形成した比較例4に比べて検出感度が格段に優れていることがわかる。さらに、比較例4のSPRセンサは、実施例に比べて消衰係数が大きく、S/N比が劣ることがわかる。金属層を形成した比較例2および3は、消衰係数が大きすぎてSPRピークを確認できなかった。
11 アンダークラッド層
12 コア層
13 保護層
14 金属層
15 被覆層
16 オーバークラッド層
20 サンプル配置部
100 SPRセンサセル
110 光源
120 光計測器
200 SPRセンサ
Claims (5)
- 検知部と、該検知部に隣接するサンプル配置部とを備え、
該検知部が、アンダークラッド層と、少なくとも一部が該アンダークラッド層に隣接するように設けられたコア層と、該コア層を被覆する金属層と、該金属層を被覆する被覆層とを有し、
該被覆層が金属酸化物で構成され、その屈折率が該コア層の屈折率よりも高い
SPRセンサセル。 - 前記被覆層の屈折率が1.60以上である、請求項1に記載のSPRセンサセル。
- 前記被覆層の消衰係数が1.80×10−2以下である、請求項1または2に記載のSPRセンサセル。
- 前記被覆層の厚みが5nm〜260nmである、請求項1から3のいずれかに記載のSPRセンサセル。
- 請求項1から4のいずれかに記載のSPRセンサセルを備える、SPRセンサ。
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