[發明專利]基于表面等離子體的回音壁模式球狀光學微腔折射率傳感器及測量裝置

有效

• 申請號: 202010032741.3
• 申請日: 2020-01-13
• 公開（公告）號: CN111077112B
• 公開（公告）日: 2021-04-13
• 發明（設計）人: 丁銘;尹貽恒;王波濤;鄭少偉;秦旭東;聶天曉
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G01N21/41
• 分類號: G01N21/41;G01N21/01
• 代理公司: 北京海虹嘉誠知識產權代理有限公司 11129
• 代理人: 吳小燦;張濤

1.一種基于表面等離子體的回音壁模式球狀光學微腔折射率傳感器，其特征在于，包括微納光纖、回音壁模式球狀光學微腔，所述微納光纖與所述回音壁模式球狀光學微腔接觸耦合；所述回音壁模式球狀光學微腔表面上鍍覆月牙形金層，以激發表面等離子體而增強球狀光學微腔對外界介質折射率變化的敏感程度；

所述月牙形金層覆蓋1/2的球狀光學微腔外表面，金層厚度在中心位置處最大，向周邊均勻減小并在邊緣處為0。

2.根據權利要求1所述的基于表面等離子體的回音壁模式球狀光學微腔折射率傳感器，其特征在于，所述微納光纖通過納米級精密位移臺與所述球狀光學微腔接觸耦合。

3.根據權利要求1所述的基于表面等離子體的回音壁模式球狀光學微腔折射率傳感器，其特征在于，利用軟化拉伸法將單模光纖通過拉錐機制得輪廓外形滿足絕熱條件的低損耗雙錐形微納光纖。

4.根據權利要求1所述的基于表面等離子體的回音壁模式球狀光學微腔折射率傳感器，其特征在于，利用加熱熔融法將單模光纖通過光纖熔接機制得回音壁模式球狀光學微腔。

5.根據權利要求1所述的基于表面等離子體的回音壁模式球狀光學微腔折射率傳感器，其特征在于，利用真空熱蒸鍍技術在回音壁模式球狀光學微腔表面鍍覆月牙形金層。

6.根據權利要求1所述的基于表面等離子體的回音壁模式球狀光學微腔折射率傳感器，其特征在于，所述中心位置的金層厚度為10～200nm。

7.一種基于表面等離子體的回音壁模式球狀光學微腔折射率傳感器的測量裝置，其特征在于，包括寬譜光源、光譜分析儀、輸入/輸出單模光纖以及如權利要求1-6之一所述的基于表面等離子體的回音壁模式球狀光學微腔折射率傳感器，所述基于表面等離子體的回音壁模式球狀光學微腔折射率傳感器的微納光纖的兩端分別通過輸入單模光纖連接寬譜光源、通過輸出單模光纖連接光譜分析儀；寬譜光源輸出的光經微納光纖耦合進球狀光學微腔中，并在鍍覆金層區域激發出表面等離子體，之后重新耦合回微納光纖并經輸出單模光纖輸入至光譜分析儀中，得到包含諧振信息的傳輸光譜，通過測量諧振峰諧振波長的變化即可實現外界介質折射率的測量。

8.根據權利要求7所述的基于表面等離子體的回音壁模式球狀光學微腔折射率傳感器的測量裝置，其特征在于，所述微納光纖的兩端與輸入單模光纖和輸出單模光纖熔融連接。

9.根據權利要求7所述的基于表面等離子體的回音壁模式球狀光學微腔折射率傳感器的測量裝置，所述輸入單模光纖和輸出單模光纖分別與寬譜光源、光譜分析儀通過光纖適配器進行連接。