[發明專利]基于表面等離激元效應的45度光纖傳感器及制備方法

有效

• 申請號: 201810236247.1
• 申請日: 2018-03-21
• 公開（公告）號: CN108279208B
• 公開（公告）日: 2023-05-05
• 發明（設計）人: 倪海彬;潘超;王婷婷;葛益嫻;常建華;劉清惓;倪波;周俊萍
• 申請（專利權）人: 南京信息工程大學
• 主分類號: G01N21/01
• 分類號: G01N21/01;G01N21/552
• 代理公司: 南京匯盛專利商標事務所(普通合伙) 32238
• 代理人: 張立榮

1.一種基于表面等離激元效應的45度光纖傳感器，其特征在于：包括PU基底和光纖，所述PU基底一側設有納米孔陣列，所述光纖一端端部設有45度切角，所述PU基底另一側粘附在光纖壁與光纖端部呈銳角一側的光纖壁上，光纖設有45度切角一端端部和PU基底設有納米孔陣列一側均涂覆有金屬層；

所述光纖傳感器還包括玻璃載玻片，所述光纖粘附有PU基底一側的光纖壁為光滑平面，玻璃載玻片一側粘附在光纖該側的光纖壁上，PU基底粘附在玻璃載玻片另一側上；

所述基于表面等離激元效應的45度光纖傳感器的制備方法，包括如下步驟：

步驟1、取一個硅片基板，使用電子束曝光技術在硅片基板上制作納米孔圖案；

步驟2、清洗步驟1中的硅片基板，并用有機硅烷溶液浸泡硅片基板30分鐘，然后用乙醇和去離子水沖洗在硅片基板上制備的納米孔結構；

步驟3、取3ml可UV固化的聚合物PDMS，并均勻地鋪展在硅片基板的納米孔內；

步驟4、將步驟3得到的結構放在60攝氏度鼓風箱中3小時，將PDMS從硅片基板上剝離；

步驟5、將PU均勻涂覆在步驟4中剝離得到的PDMS柱形結構上，并用UV光照射60秒；

步驟6、將PU從PDMS膠上分離，得到具有納米孔陣列的PU基底，然后在設有納米孔的一面沉積90納米厚的金；

步驟7、取一玻璃載玻片和光纖，均分別用丙酮、酒精和去離子水超聲清洗10分鐘，然后用氮氣吹干；再用等離子清洗機對玻璃載玻片處理5分鐘；

步驟8、切斷光纖制作斷面，形成45度的角，并打磨光纖與斷面呈銳角的一個邊，形成平面；

步驟9、在打磨過的光纖的一邊涂光纖粘合劑，將光纖粘合在玻璃載玻片一面；

步驟10、將具有納米孔陣列的PU基底粘附在玻璃載玻片的另一面，即完成了傳感器的制作。

2.根據權利要求1所述基于表面等離激元效應的45度光纖傳感器，其特征在于：所述納米孔陣列為柱形孔陣列，納米孔為盲孔。

3.根據權利要求2所述基于表面等離激元效應的45度光纖傳感器，其特征在于：所述納米孔的軸向與PU基底的設置方向相垂直。

4.根據權利要求3所述基于表面等離激元效應的45度光纖傳感器，其特征在于：所述光纖設有45度切角一端端部涂覆有銀；PU基底設有納米孔陣列一側涂覆有金。

5.根據權利要求4所述基于表面等離激元效應的45度光纖傳感器，其特征在于：所述PU基底設有納米孔陣列一側的側面以及納米孔底部均涂覆有金。

6.根據權利要求1所述基于表面等離激元效應的45度光纖傳感器，其特征在于，步驟1中在硅片基板上制作納米孔的步驟為：

步驟a、取一硅片基板，用PMMA膠采用旋轉涂敷法在硅片基板上進行涂膠；

步驟b、將涂膠后的硅片基板在90攝氏度烘箱內烘5至15分鐘；

步驟c、將納米柱形圖形套刻在硅片基板要曝光的位置，然后對硅片基板進行曝光處理；

步驟d、將曝光后的硅片基板放入顯影液中40秒，然后用去離子水漂洗干凈，并烘干；

步驟e、顯影后，將硅片基板放入烘箱150攝氏度烘烤15分鐘；

步驟f、將烘烤后的硅片基板放入HNA硅腐蝕劑中進行腐蝕；

步驟g、將腐蝕后的硅片基板放入等離子去膠機中，通氧反應去膠，得到制有納米孔的硅片基板。