[發明專利]一種光纖SPR傳感頭

在審

• 申請號: 202010214364.5
• 申請日: 2020-03-24
• 公開（公告）號: CN111272706A
• 公開（公告）日: 2020-06-12
• 發明（設計）人: 初鳳紅;李婧臨;夏章聰
• 申請（專利權）人: 上海電力大學
• 主分類號: G01N21/41
• 分類號: G01N21/41
• 代理公司: 上海德昭知識產權代理有限公司 31204
• 代理人: 郁旦蓉

本發明公開了一種光纖SPR傳感頭，包括：錐形光纖；金膜，鍍于錐形光纖外表面；以及鈦酸鋇膜，鍍于金膜表面。本發明的光纖SPR傳感頭有兩種工作模式，在一種模式下，相比于傳統SPR傳感器，測量靈敏度很高，此外，在另一種模式下，傳感器可以工作于復雜的測量環境，可以有效克服外界誤差干擾，提高測量準確度。

技術領域

本發明屬于液體折射率檢測等技術領域，具體涉及一種光纖SPR傳感頭。

背景技術

折射率是物質的固有屬性，也是分析物質信息的重要依據。折射率檢測深入到氣體成分分析、食品安全、環境監測、生物分析及醫療檢測等多個領域，使得實現高質量的折射率檢測具有重大意義。目前，用于溶液折射率測量的方法有：光纖阿貝折射法、楊氏干涉法、掠面入射法、激光照射法等。這些方法都可測得溶液折射率，但也存在一些缺點，比如:阿貝儀只能測量透明液體折射率；楊氏干涉法的精度雖高但穩定性差；掠面入射法的全反射原理局限了它的測量范圍；激光照射法測量范圍較廣但測量時液體的需求量很大。

發明內容

本發明是為了解決上述問題而進行的，目的在于提供一種光纖SPR傳感頭。

本發明提供了一種光纖SPR傳感頭，具有這樣的特征，包括：錐形光纖；金膜，鍍于錐形光纖外表面；以及鈦酸鋇膜，鍍于金膜表面。

在本發明提供的光纖SPR傳感頭中，還可以具有這樣的特征：其中，錐形光纖的長度為34um，錐形尖端底部的直徑為1.5um。

在本發明提供的光纖SPR傳感頭中，還可以具有這樣的特征：其中，金膜的厚度為50nm。

在本發明提供的光纖SPR傳感頭中，還可以具有這樣的特征：其中，鈦酸鋇膜的厚度為40nm。

發明的作用與效果

根據本發明所涉及的光纖SPR傳感頭，由于采用聚合物錐形光纖為結構主體，并在結構外層鍍上鈦酸鋇薄膜材料，使得反射光譜出現了三個吸收峰，使用前兩個吸收峰用于傳感，兩峰值相加用于傳感可成倍增加傳感器靈敏度，兩峰值相減用于傳感可消除外界強干擾，極大提升測量準確度。

因此，本發明的光纖SPR傳感頭，有兩種工作模式，均具有靈敏度高、準確度高的優點。

附圖說明

圖1是本發明的實施例中光纖SPR傳感頭的結構示意圖；

圖2是本發明的實施例中光纖SPR傳感頭在一次測量中的波譜圖。

具體實施方式

為了使本發明實現的技術手段與功效易于明白了解，以下結合實施例及附圖對本發明作具體闡述。

圖1是本發明的實施例中光纖SPR傳感頭的結構示意圖。

如圖1所示，本實施例的一種光纖SPR傳感頭100，包括：錐形光纖10、金膜20以及鈦酸鋇膜30。

錐形光纖10為聚合物錐形光纖，所述錐形光纖為聚合物錐形光纖，其以錐形光纖為結構基礎，光自入射端耦合進入光纖，光纖尾部通過特殊的方法制作成錐形尖端。光在光纖尾部傳感位置將會攜帶外部物質的折射率信息，并反射回原入射端。

本實施例中，聚合物錐形光纖的制作原理為：一定強度的且波長在450nm到550nm之間的激光耦合進入單模光纖，涂敷在光纖出射端端面的光敏試劑在激光照射下引發交聯聚合反應，進而形成聚合物錐形尖端。其中，光敏試劑配方如下：多官能丙烯酸酯單體季戊四醇三丙烯酸酯PETIA，曙紅-Y即Esion-Y，甲基二乙醇胺MDEA，各試劑配比靈活，可改變光敏試劑性質，進而影響聚合物錐形光纖的尺寸參數。

本實施例中，錐形光纖10的最佳長度為34um，錐形尖端底部的直徑為1.5um。