[實用新型]一種基于SPR的提高溫度測量精度的裝置

有效

• 申請號: 201921730584.2
• 申請日: 2019-10-15
• 公開（公告）號: CN211826596U
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發明（設計）人: 沈濤;梁涵;夏振濤;楊添宇;陳姣姣
• 申請（專利權）人: 哈爾濱理工大學
• 主分類號: G02B6/02
• 分類號: G02B6/02;G01K11/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實用新型提供了一種基于SPR的提高溫度測量精度的裝置，它是為了改善現有的溫度測量精度低及實用化等問題。本實用新型包括填充溫敏液體甲苯的小孔、金屬金層、石墨烯孔、小空氣孔、大空氣孔、石英基底和完美匹配層；各個空氣孔在石英基底上以填充溫敏液體甲苯的小孔為中心規則排列；在石英基底外設置完美匹配層，在填充溫敏液體甲苯的小孔外包覆金屬金層。本實用新型適用于光纖溫度傳感領域。

技術領域

本發明屬于光纖傳感技術領域，具體涉及一種基于SPR的提高溫度測量精度的裝置。

背景技術

與傳統光學器件相比，微結構光纖具有高雙折射，超高非線性，極低的約束損耗，無休止的單模運算等優勢。其中，光子晶體光纖(PCF)是最理想的微結構光纖。近年來，具有高雙折射和非線性特性的PCF在通信和超連續介質應用中獲得廣泛的關注。由于PCF的制作工藝復雜，尺寸精度大等困難，無法實現大批量生產加工，只能通過仿真軟件對其結構及性質進行研究。基于表面等離子體共振(SurfacePlasmonResonance，SPR)是一種物理光學現象，它由金屬材料和電介質的交界面產生。因為共振波長的變化極為敏感，所以可以利用這種變化進行傳感，從而使得SPR-PCF結合的傳感性能更為良好，進而對基于SPR-PCF的提高溫度測量精度的裝置的研究具有很大的競爭力。

目前，SPR-PCF傳感的相關研究方面，已有方形結構的設計被提出，但并不具有實用性且精度較低。因此，設計一種具有高精度且實用化的基于SPR的溫度測量裝置就顯得尤為重要。

發明內容

本實用新型提供了一種基于SPR的提高溫度測量精度的裝置，是為了改善現有的溫度測量精度低及實用化等問題。

一種基于SPR的提高溫度測量精度的裝置，其特征在于：它包括填充溫敏液體甲苯的小孔(2-1)、金屬金層(2-2)、石墨烯孔(2-3)、小空氣孔(2-4)、大空氣孔(2-5)、石英基底(2-6)和完美匹配層(2-7)；

所述石英基底(2-6)上以填充溫敏液體甲苯的小孔(2-1)為中心規則排列有石墨烯孔(2-3)和小空氣孔(2-4)，大空氣孔(2-5)，石墨烯孔(2-3)和小空氣孔(2-4)交叉排列，石墨烯孔(2-3)的直徑和小空氣孔(2-4)的直徑相同；

所述石英基底(2-6)外設置完美匹配層(2-7)，在填充溫敏液體甲苯的小孔(2-1)外包覆金屬金層(2-2)；

所述填充溫敏液體甲苯的小孔(2-1)和金屬金層(2-2)構成傳感通道，金屬金層表面激發的等離子體模與基模在特定的波長范圍內達到相位匹配，引發波譜中的一系列共振損耗峰；所述石墨烯孔(2-3)環繞在填充溫敏液體甲苯的小孔(2-1)的四周，以降低光能量在該裝置內的額外損耗。

石墨烯孔(2-3)、小空氣孔(2-4)和大空氣孔(2-5)中，相鄰氣孔之間的距離為2.4μm-2.8μm。

填充溫敏液體甲苯的小孔(2-1)的直徑為2.5μm，金屬金層(2-2)的厚度為25nm-45nm，石墨烯孔(2-3)和小空氣孔(2-4)的直徑為1.2μm-1.5μm，大空氣孔(2-5)的直徑為2.0μm-2.5μm，石英基底(2-6)的折射率為1.41-1.45。

本實用新型的有益效果是：將上述的PCF接入測溫系統中，由于采用了光子晶體光纖實現溫度傳感，具有提高溫度測量精度的效果。

附圖說明

圖1為一種基于SPR的提高溫度測量精度的裝置應用系統示意圖。

圖2為一種基于SPR的提高溫度測量精度的裝置結構圖。

具體實施方式

以下實施例將結合附圖對本實用新型作進一步的說明：