[實用新型]基于表面等離子體共振的光纖錐形傳感探頭有效

申請號：	201822155084.2	申請日：	2018-12-21
公開（公告）號：	CN209387039U	公開（公告）日：	2019-09-13
發明（設計）人：	葛益嫻;劉純純;王婷婷;郭志勇	申請（專利權）人：	南京信息工程大學
主分類號：	G01D5/26	分類號：	G01D5/26
代理公司：	南京經緯專利商標代理有限公司 32200	代理人：	劉傳玉
地址：	210019 江***	國省代碼：	江蘇;32
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摘要：
搜索關鍵詞：	探針金屬氧化物傳感探頭單模光纖錐形光纖復合膜表面等離子體共振金屬反射薄膜本實用新型光纖錐形敏感膜金屬反射式結構光纖切割刀熔融拉錐探針末端被測物鍍膜覆蓋拉伸兩段伸進纖芯腰處制備測量
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【說明書】：

本實用新型公開了一種基于表面等離子體共振的光纖錐形傳感探頭，包含單模光纖、金屬?金屬氧化物復合膜、敏感膜、以及金屬反射薄膜；單模光纖末端的纖芯被拉伸為錐形探針；金屬?金屬氧化物復合膜覆蓋在錐形探針的錐腰表面；敏感膜覆蓋在所述金屬?金屬氧化物復合膜的表面上；金屬反射薄膜設置在所述錐形探針末端的端面上。制備時，首先對單模光纖進行熔融拉錐，然后用光纖切割刀將錐形光纖從錐腰處切成兩段，形成兩根錐形光纖探針；最后依次在錐形光纖探針上鍍膜。本實用新型結構簡單、成本低；利用反射式結構可以將傳感探頭伸進特定的工作環境下，可以避免測量人員與被測物的直接接觸，從而提高安全性。

技術領域

本實用新型涉及光纖傳感領域，特別涉及一種基于表面等離子體共振的光纖錐形傳感探頭。

背景技術

20世紀70年代，光纖成為新興的光電子技術材料，具有體積小、抗腐蝕性強、抗干擾能力強等諸多有點，因此以光纖為信道的通信系統逐漸發展起來。1902年，wood在做衍射光柵實驗時，發現表面等離子體共振現象；1960年Stern和Farrell研究表面等離子體共振條件，首次提出表面等等離子體波的概念；隨后Otto和Kretschmann先后使用棱鏡與金屬膜激發表面等離子體共振現象；1933年美國華盛頓大學R.CJorgenson和Yee提出將光纖纖芯作為激發表面等離子體共振效應的載體，采用金屬膜覆蓋在光纖表面研制了SPR（表面等離子體共振,全稱為Surface Plasmon Resonance）光纖傳感器解決傳統棱鏡模型結構體積大，靈敏度低等問題。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題是針對傳統光纖傳感器結構復雜、體積較大、使用困難等問題，提出一種基于表面等離子體共振的光纖錐形傳感探頭。

本實用新型為解決上述技術問題采用以下技術方案：

基于表面等離子體共振的光纖錐形傳感探頭，包含單模光纖、金屬-金屬氧化物復合膜、敏感膜、以及金屬反射薄膜；

所述單模光纖末端的纖芯被拉伸為錐形探針；

所述金屬-金屬氧化物復合膜覆蓋在錐形探針的錐腰表面，用于提高錐形傳感探頭的靈敏度；

所述敏感膜覆蓋在所述金屬-金屬氧化物復合膜的表面上，用于感應所測量的信號；

所述金屬反射薄膜設置在所述錐形探針末端的端面上，形成微反射鏡，用于反射所測量的信號。

作為本實用新型一種基于表面等離子體共振的光纖錐形傳感探頭進一步的優化方案，所述敏感膜采用溫度敏感膜、濕度敏感膜、PH敏感膜中的任意一種。

作為本實用新型一種基于表面等離子體共振的光纖錐形傳感探頭進一步的優化方案，所述金屬膜采用銀膜，金屬氧化物膜采用二氧化鈦膜。

作為本實用新型一種基于表面等離子體共振的光纖錐形傳感探頭進一步的優化方案，所述金屬反射薄膜采用銀膜。

作為本實用新型一種基于表面等離子體共振的光纖錐形傳感探頭進一步的優化方案，所述銀膜的厚度范圍為300nm~400nm。