[發明專利]高性能折射率傳感器

在審

• 申請號: 201911142726.8
• 申請日: 2019-11-20
• 公開（公告）號: CN110715907A
• 公開（公告）日: 2020-01-21
• 發明（設計）人: 李爾平;秦鵬飛
• 申請（專利權）人: 海寧利伊電子科技有限公司
• 主分類號: G01N21/41
• 分類號: G01N21/41;G01N21/01
• 代理公司: 33200 杭州求是專利事務所有限公司
• 代理人: 林超

本發明公開了一種高性能折射率傳感器。包括從上到下依次布置的頂層、介質層和底層；頂層包括多組頂金屬貼片繞介質層中心沿圓周周向間隔均布，每組頂金屬貼片包括一對條形的頂貼片，頂貼片末端有一個焊盤；底層也包括八組底金屬貼片繞介質層中心沿圓周周向間隔均布，每組底金屬貼片包括一條條形的底貼片，底貼片末端有一個焊盤；介質層為圓柱形結構，介質層上布置有金屬過孔，頂層的頂金屬貼片和底層的底金屬貼片通過貫穿過介質層的金屬過孔上下連接。本發明靈敏度極佳，實現品質因數很高的諧振峰，尺寸小集成度高，適用于高頻段折射率傳感器以及生物傳感。

技術領域

本發明涉及生物檢測技術領域，特別是涉及了一種高性能折射率傳感器，可應用于化學分析、生物檢測以及食品加工監測等方面。

背景技術

目前化學分析、生物檢測以及食品加工監測方面對高性能傳感器的需求越來越高。在傳感探測系統中，傳感器通常用來進行氣體分析、生物信號檢測。但由于傳統的傳感器體積大，測量精度不高無法滿足當代生物檢測等方面的需求。因此研究高靈敏度、高集成度的傳感器成為當前傳感探測系統的一大挑戰。

近年來，表面等離激元(SPP,Surface Plasmon Polaritons)是一種局域在金屬與介質分界面的局域電磁模式，光頻段的電磁波與金屬中的自由電子的振蕩耦合，將電磁場的能量限制在比光波長更小的尺度內。該模式的振蕩頻率由金屬與其周圍環境的折射率共同決定，因此對周圍環境的折射率非常敏感。通過探測由周圍折射率變化引起的等離激元諧振模式的變化形成的表面等離激元諧振(SPR,Surface Plasmon Resonance)折射率探測器是一種非接觸式的、實時和不需要熒光標記的新型探測器。近20年以來，其在疾病診斷、生物化學研究與應用和環境監控等領域取得了非常大的成功。該探測器中的表面等離激元激發一般通過棱鏡耦合或光柵耦合等方式將入射探測光與表面等離激元的傳播常數匹配以激發表面等離激元。因此設計一款能夠易于激發等離激元諧振，同時能夠實現高靈敏度、高集成度的折射率傳感器對于現代探測傳感系統的發展至關重要。

發明內容

為了克服上述現有技術的不足，本發明提供了一種高性能折射率傳感器，利用局域性表面等離元與環磁偶極子響應相結合的結構，實現高品質因數的環磁偶極子響應，可以高效率的檢測周圍環境折射率的變化。同時本發明能夠實現高集成度的傳感器結構用于現代探測傳感系統。

本發明解決上述問題所采用的技術方案是：