[發明專利]一種表面等離子體共振傳感系統

在審

• 申請號: 201810060764.8
• 申請日: 2018-01-22
• 公開（公告）號: CN108362668A
• 公開（公告）日: 2018-08-03
• 發明（設計）人: 陳郁芝;李學金;周華勝;洪學明
• 申請（專利權）人: 陳郁芝;李學金;周華勝;洪學明
• 主分類號: G01N21/552
• 分類號: G01N21/552;G01N21/01
• 代理公司: 深圳市恒申知識產權事務所(普通合伙) 44312
• 代理人: 王利彬

本發明公開了一種表面等離子體共振傳感系統，該系統包括：介質層容器、折射率可變介質、等離子體層、待測液體、光源和反射光接收及處理器，介質層容器中有三層介質結構，該介質層容器的底層為折射率可變介質，中層為等離子體層，上層為待測液體。光源發出的光入射到待測液體中，在待測液體與折射率可變介質的界面上發生全反射，該全反射的反射光反射到反射光接收處理器中，反射光接收處理器接收并處理反射光。待測液體為光波導介質，當改變光波導介質的折射率使其不滿足該系統的工作條件時，再相應地改變折射率可變介質的折射率，使其再一次滿足該系統的工作條件，該系統將可以檢測一個新折射率檢測區間，從而使該系統外界折射率檢測區間變化。

技術領域

本發明涉及測試儀器技術領域，尤其涉及一種表面等離子體共振傳感系統。

背景技術

現有的表面等離子體共振傳感器是通過在光波導介質的表面上沉積納米級的金屬傳感層而制成的。光波導介質中傳導的光在到達介質與金屬的界面時，滿足金屬層中的等離子體共振條件的那部分光會被金屬層吸收，并轉化成金屬層中等離子體的振蕩能量，光通過傳感器之后的光譜會出現該部分光的缺失，如圖1所示，光譜會出現共振峰的形式，且該共振峰的位置會隨著外界折射率變化而移動，傳感器可根據共振峰位置與外界折射率的一一對應關系來對外界折射率進行探測。

現有的表面等離子體共振傳感器由于使用了固定的光波導介質來傳導光，其折射率是固定的，使得該傳感器的外界折射率檢測區間也是固定，而事實上很多折射率檢測應用范圍會超過該檢測區間。工業生產中，需要檢測化學溶液的濃度，對化學溶液的濃度可先用傳感器測量折射率再轉化成溶液濃度，但一些溶液折射率較高，超過現有的表面等離子體共振傳感器的折射率檢測范圍，使用該傳感器不能檢測高折射率的溶液。現有表面等離子體共振傳感器無法檢測折射率接近或者高于自身的光波導介質折射率的溶液，且光工作窗口固定，靈敏度固定。

發明內容

本發明的主要目的在于提供一種表面等離子體共振傳感系統，用于解決現有表面等離子體共振傳感器的外界折射率檢測區間固定，外界折射率超過檢測區間則無法檢測的技術問題。

為實現上述目的，本發明提供一種表面等離子體共振傳感系統，所述系統包括：介質層容器、待測液體、等離子體層、折射率可變介質、光源和反射光接收及處理器；

所述介質層容器中具有三層介質結構，所述介質結構的底層為折射率可變介質，所述介質結構的中層為等離子體層，所述介質結構的上層為待測液體；

所述光源發出的光入射到所述待測液體中，在所述待測液體與所述折射率可變介質的界面上發生全反射，所述全反射的反射光反射到所述反射光接收及處理器中，所述反射光接收及處理器接收并處理所述反射光。

從上述提供的表面等離子體共振傳感系統可知，第一方面，該系統采用具有三層介質結構的介質層容器，將待測液體放置于介質層容器的上層，光源的光入射到待測液體中，該系統中的待測液體作為光波導介質，由于改變待測液體即可改變光波導介質的折射率，當改變光波導介質的折射率使其不滿足該表面等離子體共振傳感系統的工作條件時，可根據該光波導介質的折射率相應地改變折射率可變介質的折射率，使其再一次滿足表面等離子體共振傳感系統的工作條件，該系統將可以檢測一個新的折射率檢測區間，從而使該系統外界折射率檢測區間變化；第二方面，入射光在待測液體與折射率可變介質的界面上發生全反射，微調折射率可變介質的折射率，入射光激發的等離子體共振光波長將改變，光工作波長變化，即改變了表面等離子體共振傳感系統的光工作窗口，同時因為系統在不同光工作波長處的靈敏度是不同的，因此也改變了該系統的靈敏度。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。