內(nèi)銀外金毛細(xì)管多模式檢測表面等離子體共振傳感器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于光纖傳感技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種內(nèi)銀外金毛細(xì)管多模式檢測表面等離子體共振傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002]目前采用表面等離子體共振技術(shù)的光纖傳感器大多是依靠實心光纖纖芯外鍍膜，通過檢測折射率小于纖芯折射率的液體實現(xiàn)傳感，但是由于高折射率光纖價格昂貴，難以廣泛用于高折射率檢測物傳感;而用于高折射率檢測的光纖傳感器除了價格昂貴之外，還有難以檢測低折射率樣品的限制；除此之外，單純外壁鍍金屬薄膜的毛細(xì)管傳感器由于技術(shù)受限，只能進行單通道檢測，靈敏度較低，且不具備大范圍折射率檢測能力；而已知的光纖類雙通道傳感系統(tǒng)只能用于檢測單種樣品、達到自補償?shù)淖饔?，不能真正實現(xiàn)多樣品的同時檢測功能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種內(nèi)銀外金毛細(xì)管多模式檢測表面等離子體共振傳感器，對于內(nèi)外兩個通道的信號解調(diào)簡單有效，能夠?qū)崿F(xiàn)實時動態(tài)監(jiān)測各種大小折射率的樣品溶液;毛細(xì)管內(nèi)壁采用化學(xué)方法鍍制銀膜用以檢測高折射率樣品、外壁采用真空蒸鍍法鍍金膜用以檢測低折射率樣品，以此來實現(xiàn)內(nèi)外通道同時或單個檢測高低折射率的兩種樣品溶液，克服普通光纖等離子體共振傳感器檢測范圍有限的缺點；
[0004]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
[0005]—種內(nèi)銀外金毛細(xì)管多模式檢測表面等離子體共振傳感器，該傳感器采用石英毛細(xì)管，在石英毛細(xì)管內(nèi)壁鍍銀、外壁鍍金的結(jié)構(gòu);石英毛細(xì)管的內(nèi)徑為400-600μπι、數(shù)值孔徑不低于0.21、長度為40mm-60mm;采用液相化學(xué)沉積法，對敏化處理后的石英毛細(xì)管內(nèi)壁沉積60nm-90nm的均勻銀膜；內(nèi)壁鍍銀膜的石英毛細(xì)管外壁中間段采用濺射鍍膜法鍍制金膜，鍍膜長度7mm_l 5mm，鍍膜厚度60nm_90nm;其中，金膜和銀膜的厚度保持一致。
[0006]采用塑料包層多模光纖跳線進行信號的耦合傳輸。光纖光源發(fā)射的寬譜光經(jīng)光纖跳線的一支進入內(nèi)銀外金毛細(xì)管多模式檢測等離子體共振傳感器，光在毛細(xì)管內(nèi)部傳輸，傳感信號通過內(nèi)部待測樣品傳輸?shù)絺鞲衅髁硪欢?，?jīng)跳線一支耦合到光譜儀CCD上進行探測。分別在銀膜與內(nèi)部高折射率待測液之間和金膜與外部低折射率待測液之間激發(fā)表面等離子體共振，形成雙通道、多模式傳感。
[0007]本發(fā)明的效果和益處是:
[0008]本傳感器結(jié)構(gòu)小巧簡單、性能穩(wěn)定、工藝簡單、制作方便且成本較低，并對傳感檢測具有較高的靈敏度。采用較為簡單的真空蒸鍍鍍膜技術(shù)和液相沉積鍍膜工藝，實現(xiàn)了雙樣品檢測、多模式傳感;其中，毛細(xì)管內(nèi)部可用于檢測油類等高折射率液體樣品，外部用于檢測低折射率生化樣品等。傳感器實用性強，可廣泛應(yīng)用于工業(yè)與生化傳感領(lǐng)域。
【附圖說明】
[0009]圖1是內(nèi)銀外金毛細(xì)管多模式檢測等離子體共振傳感器結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]圖2是內(nèi)銀外金毛細(xì)管多模式檢測等離子體共振傳感器截面示意圖。
[0011]圖中:I金膜;2銀膜;3石英毛細(xì)管。
【具體實施方式】
[0012]以下結(jié)合技術(shù)方案和附圖詳細(xì)敘述本發(fā)明的【具體實施方式】。
[0013]本發(fā)明以表面等離子體共振原理為依托，將其應(yīng)用于毛細(xì)管的傳感檢測中，旨在毛細(xì)管中實現(xiàn)波長調(diào)制式的高靈敏度傳感檢測。通過對金膜、銀膜與待測樣品界面的表面等離子體共振效應(yīng)的檢測，反應(yīng)待測樣品折射率的動態(tài)變化。本發(fā)明采用的毛細(xì)管內(nèi)徑400μπι、外徑600μπι、數(shù)值孔徑0.31。內(nèi)壁銀膜采用液相化學(xué)沉積鍍膜法，沉積厚度70nm;外壁金膜采用真空蒸鍍鍍膜法，濺射厚度70nm。
[0014]本發(fā)明的制備過程如下:
[0015]I)取一段50mm的石英毛細(xì)管，將光纖的兩個端面用砂紙磨平，用乙醇、丙酮、二氯甲烷溶液多次超聲清洗后，氮氣吹干備用。
[0016]2)將石英毛細(xì)管連接至蠕動栗上，依次通入敏化液和去離子水;采用液相沉積鍍膜方法將銀膜沉積在毛細(xì)管內(nèi)壁;精確控制銀鏡反應(yīng)的時間和溫度保證鍍膜厚度70nm。
[0017]3)將鍍好銀膜的毛細(xì)管重新用乙醇、丙酮、二氯甲烷溶液超聲清洗后，氮氣吹干。采用真空蒸鍍鍍膜的方法在外壁中間段鍍金膜，厚度70nm，長I Omm。
[0018]4)將上述結(jié)構(gòu)接入多模光纖跳線進行信號的耦合傳輸，一端連接寬譜光源，另一端連接光譜儀CCD上進行探測。
【主權(quán)項】
1.一種內(nèi)銀外金毛細(xì)管多模式檢測表面等離子體共振傳感器，其特征在于，該傳感器采用石英毛細(xì)管，在石英毛細(xì)管內(nèi)壁鍍銀、外壁鍍金的結(jié)構(gòu)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)銀外金毛細(xì)管多模式檢測表面等離子體共振傳感器，其特征在于，采用液相化學(xué)沉積法，對敏化處理后的石英毛細(xì)管內(nèi)壁沉積60nm-90nm的均勻銀膜；內(nèi)壁鍍銀膜的石英毛細(xì)管外壁中間段采用濺射鍍膜法鍍制金膜，鍍膜長度7mm-15mm，鍍膜厚度60nm-90nm;其中，金膜和銀膜的厚度保持一致。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的內(nèi)銀外金毛細(xì)管多模式檢測表面等離子體共振傳感器，其特征在于，所述的石英毛細(xì)管的內(nèi)徑為400-600μπι、數(shù)值孔徑不低于0.21、長度為40mm-60mm ο
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種內(nèi)銀外金毛細(xì)管多模式檢測表面等離子體共振傳感器，屬于光纖傳感技術(shù)領(lǐng)域。該傳感器采用石英毛細(xì)管，在毛細(xì)管內(nèi)壁鍍銀、外壁鍍金的結(jié)構(gòu)；采用液相化學(xué)沉積法，對敏化處理后的石英毛細(xì)管內(nèi)壁沉積60nm-90nm的均勻銀膜；內(nèi)壁鍍銀膜的石英毛細(xì)管外壁中間段采用濺射鍍膜法鍍制金膜，鍍膜長度7mm-15mm，鍍膜厚度60nm-90nm；其中，金膜和銀膜的厚度保持一致。本傳感器結(jié)構(gòu)小巧簡單、性能穩(wěn)定、工藝簡單、制作方便且成本較低，并對傳感檢測具有較高的靈敏度。毛細(xì)管內(nèi)部可用于檢測油類等高折射率液體樣品，外部用于檢測低折射率生化樣品等。傳感器實用性強，可廣泛應(yīng)用于工業(yè)與生化傳感領(lǐng)域。
【IPC分類】G01N21/552
【公開號】CN105510281
【申請?zhí)枴緾N201510822045
【發(fā)明人】彭偉, 盧夢迪, 李麗霞, 梁瑜章
【申請人】大連理工大學(xué)
【公開日】2016年4月20日
【申請日】2015年11月23日