[發(fā)明專利]SPR傳感器靈敏度檢測分析的方法及系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010165370.6
• 申請日: 2020-03-11
• 公開（公告）號: CN111368480A
• 公開（公告）日: 2020-07-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李明全;劉申;王英;白志勇;廖常銳;何俊;王義平
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳大學(xué)
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G01B11/30
• 代理公司: 深圳市恒申知識產(chǎn)權(quán)事務(wù)所(普通合伙) 44312
• 代理人: 鮑竹

本發(fā)明提供了一種SPR傳感器的靈敏度檢測分析方法，SPR傳感器的靈敏度檢測分析方法針對SPR振傳感器進(jìn)行檢測，包括如下步驟：檢測SPR傳感器的表面，獲取粗糙度數(shù)據(jù)；根據(jù)粗糙度數(shù)據(jù)，生成粗糙度分形維數(shù)；應(yīng)用粗糙度分形維數(shù)建模，檢測分析SPR傳感器的靈敏度。在本發(fā)明的技術(shù)方案中，應(yīng)用干涉儀或者任意形式的掃描探針顯微鏡來檢測SPR傳感器的表面，可以初步采集到SPR傳感器的粗糙度數(shù)據(jù)。基于分形理論，按照維爾斯特拉斯函數(shù)對粗糙度數(shù)據(jù)進(jìn)行試錯(cuò)處理，即可獲得粗糙度分形維數(shù)。因?yàn)榇植诙确中尉S數(shù)描述的是物體填充空間的能力，可以以此獲得SPR傳感器復(fù)合層的性質(zhì)，并以此建模，檢測分析SPR傳感器的靈敏度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及針對傳感器的檢測，尤其是指一種表面等離子體共振傳感器的靈敏度檢測方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

SPR光纖傳感器，即表面等離子體共振傳感器，由于適合遠(yuǎn)程測量、結(jié)構(gòu)緊湊、響應(yīng)快速等特點(diǎn)目前被廣泛應(yīng)用于偏光、諧振、開關(guān)等領(lǐng)域。側(cè)面拋光并涂覆貴金屬是單模光纖SPR傳感器的一種常見制造方法。拋光表面是一種典型的機(jī)械加工表面，微觀上的粗糙不平是該類表面的主要特征，該特征會(huì)對各類光學(xué)元器件的性能產(chǎn)生影響。然而，針對表面粗糙度與傳感屬性的研究較少，很難把握側(cè)拋光纖SPR傳感器表面粗糙度對其等離子體產(chǎn)生及共振特性的影響規(guī)律，在該類傳感器的設(shè)計(jì)、制造、性能評價(jià)過程中，缺乏對表面粗糙度光學(xué)特征有效檢測的方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種SPR傳感器的靈敏度檢測分析方法，用于對表面粗糙度光學(xué)特征有效檢測。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：一種SPR傳感器的靈敏度檢測分析方法，SPR傳感器的靈敏度檢測分析方法針對SPR振傳感器進(jìn)行檢測，包括如下步驟：

檢測SPR傳感器的表面，獲取粗糙度數(shù)據(jù)；

根據(jù)粗糙度數(shù)據(jù)，生成粗糙度分形維數(shù)；

應(yīng)用粗糙度分形維數(shù)建模，檢測分析SPR傳感器的靈敏度。

具體的，所述應(yīng)用所述粗糙度分形維數(shù)，檢測分析所述SPR傳感器的靈敏度的步驟中，所述步驟包括：

應(yīng)用所述粗糙度分形維數(shù)建立粗糙度光學(xué)模型；

分析所述粗糙度光學(xué)模型，獲取第一有效介電常數(shù)；

調(diào)用所述第一有效介電常數(shù)，對所述SPR傳感器的靈敏度進(jìn)行檢測分析；

其中，第一有效介電常數(shù)為復(fù)合層的有效介電常數(shù)。

進(jìn)一步地，所述應(yīng)用所述粗糙度分形維數(shù)，檢測分析所述SPR傳感器的靈敏度的步驟中，所述步驟還包括：

根據(jù)所述粗糙度光學(xué)模型，獲取表面粗糙度的高度數(shù)據(jù)；

根據(jù)所述表面粗糙度的高度數(shù)據(jù)，獲取第一有效厚度；

應(yīng)用所述第一有效厚度，對所述SPR傳感器的靈敏度進(jìn)行檢測分析；

其中，所述第一有效厚度為復(fù)合層的有效厚度。

進(jìn)一步地，所述檢測分析所述SPR傳感器的靈敏度的步驟中，所述步驟具體包括：

應(yīng)用所述第一有效厚度及所述第一有效介電常數(shù)，建立傳感器分析模型；

根據(jù)所述傳感器分析模型，獲取所述SPR傳感器的共振波長；

根據(jù)所述SPR傳感器的共振波長，確定所述SPR傳感器的靈敏度。

具體的，復(fù)合層包括基底電介質(zhì)層與金屬膜層，在所述獲取第一有效介電常數(shù)的步驟中，所述步驟具體包括：

獲取第二介電常數(shù)及第三介電常數(shù)，其中，所述第二介電常數(shù)為基底電介質(zhì)層的介電常數(shù)，所述第三介電常數(shù)為金屬層膜的介電常數(shù)；