[發明專利]高靈敏度光纖表面等離激元傳感器及其制備方法

有效

• 申請號: 202010086462.5
• 申請日: 2020-02-11
• 公開（公告）號: CN111272730B
• 公開（公告）日: 2022-08-02
• 發明（設計）人: 倪海彬;曹璦琛;平安;葛璐;周盈;成建新;張璐
• 申請（專利權）人: 南京信息工程大學
• 主分類號: G01N21/65
• 分類號: G01N21/65
• 代理公司: 南京鐘山專利代理有限公司 32252
• 代理人: 王磊

1.一種高靈敏度光纖表面等離激元傳感器，其特征在于：包括光纖(1)和設于光纖端面的金薄膜(3)，所述的金薄膜(3)為雙周期金圓盤陣列結構，所述的雙周期金圓盤陣列結構是采用不同直徑的納米PS微球在金薄膜(3)表面依次通過離子刻蝕得到；

所述的雙周期金圓盤陣列結構包括第一圓盤(31)和第二圓盤(32)；其中，所述的第一圓盤是由大直徑納米PS微球(4)以金薄膜(3)為基底進行刻蝕制備，第一圓盤(31)之間緊密連接；所述的第二圓盤(32)是以第一圓盤(31)制備后的表面作為新的基底并由小直徑納米PS微球(5)進行刻蝕制備，第二圓盤(32)之間緊密連接；

所述第一圓盤(31)采用的大直徑納米PS微球(4)的直徑與第二圓盤(32)采用的小直徑納米PS微球(5)的直徑比為2:1；其中，每一組第一圓盤(31)中，包括一個設于中心的整體第二圓盤(321)以及以中心周向均勻分布的六個部分第二圓盤(322)。

2.根據權利要求1所述的一種高靈敏度光纖表面等離激元傳感器，其特征在于：所述的金薄膜(3)與光纖(1)端面之間采用電鍍或膠粘的方式進行連接。

3.權利要求1~2任一項所述的高靈敏度光纖表面等離激元傳感器的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：取多模光纖，對其進行90°切割或拉錐；

S2：在切割或者拉錐完成的光纖端面通過電鍍或膠粘的方式設置一層50nm厚的金薄膜；

S3：制備兩組不同直徑的聚苯乙烯微球陣列的膠體溶液，將兩組膠體溶液分別緩慢注射到水表面，分別形成有序的微球薄膜A和微球薄膜B；所述的微球薄膜A采用的聚苯乙烯微球的直徑與微球薄膜B采用的聚苯乙烯微球的直徑比為2:1；

S4：將微球薄膜A轉移至步驟S2得到的光纖端面上，自然干燥后放入離子刻蝕樣品室內，在其表面刻蝕出納米金圓盤陣列后再刻蝕掉表層的納米小球；

S5：將微球薄膜B轉移至步驟S4得到的光纖端面上，自然干燥后放入離子刻蝕樣品室內，在其表面刻蝕出納米金圓盤陣列后再刻蝕掉表層的納米小球，得到具有雙周期納米金圓盤陣列結構的高靈敏度光纖表面等離激元傳感器。

4.根據權利要求3所述的高靈敏度光纖表面等離激元傳感器的制備方法，其特征在于：所述步驟S2中，膠粘的方式具體是指由環氧膠(2)將金薄膜粘貼在光纖端面。

5.根據權利要求3所述的高靈敏度光纖表面等離激元傳感器的制備方法，其特征在于：所述步驟S4和S5中，刻蝕采用的束流為10~100nm/min。