[發明專利]一種基于SPR原理的相對介電常數測量系統

在審

• 申請號: 202011328623.3
• 申請日: 2020-11-24
• 公開（公告）號: CN112305318A
• 公開（公告）日: 2021-02-02
• 發明（設計）人: 成煜;熊民;苑立波;陳明
• 申請（專利權）人: 桂林電子科技大學
• 主分類號: G01R27/26
• 分類號: G01R27/26
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于SPR原理的相對介電常數測量系統，其特征是：它由寬譜光源、光纖起偏器、保偏光纖、保偏光纖環形器、保偏傳感光纖、金膜、梯形槽、傳輸光纖、光譜分析儀、信號處理系統和膠頭滴管組成。

2.根據權利要求1所述的一種基于SPR原理的相對介電常數測量系統，其測量步驟如下：

首先用膠頭滴管吸取μL待測液體于梯形槽結構中，接著寬譜光源發出的光經由光纖起偏器，使輸入光轉化為P偏振光后由保偏光纖傳輸至三端口保偏光纖環行器再進入保偏傳感光纖，在金膜處發生SPR效應，并經特殊的梯形槽結構反射回保偏光纖環形器，然后經傳輸光纖將反射信號傳輸至光譜分析儀，最后由信號處理系統分析光譜儀所得數據從而得出待測液體的相對介電常數。

3.根據權利要求1所述的一種基于SPR原理的相對介電常數測量系統，其特征在于三端口保偏光纖環形器由保偏光纖、保偏傳感光纖和傳輸光纖三部分組成。其中保偏光纖用以保證在系統中傳輸的光束為線偏振光。

4.根據權利要求1所述的一種基于SPR原理的相對介電常數測量系統，其特征在于保偏傳感光纖由光纖主體結構、金膜以及梯形槽結構組成。

5.根據權利要求1所述的一種基于SPR原理的相對介電常數測量系統，其特征在于選用的光纖纖芯直徑和折射率分別為8μm，1.468。

6.根據權利要求1所述的一種基于SPR原理的相對介電常數測量系統，其特征在于所選超光譜光源，其光譜范圍為400.0～2400.0nm，實現超寬的光譜輸出。

7.根據權利要求1所述的一種基于SPR原理的相對介電常數測量系統，其特征在于斜面所鍍金膜，其膜層厚度為40.0～60.0nm。

8.根據權利要求1所述的一種基于SPR原理的相對介電常數測量系統，其特征在于梯形槽，為保證滿足全反射角其中n₂為外部測量介質折射率，n₁為纖芯介質折射率，要求梯形槽左側斜面與水平面夾角角度θ在120°～150°之間。

9.根據權利要求1所述的一種基于SPR原理的相對介電常數測量系統，其特征在于梯形槽，為保證液體順利從上往下流入，且能夠在小樣本滴液的條件下與金膜充分接觸，設計的梯形槽結構為上寬下窄。

10.根據權利要求1所述的一種基于SPR原理的相對介電常數測量系統，其特征在于梯形槽，底部寬L的長度為60.0～150.0nm，整個梯形槽區域范圍從保偏傳感光纖上部包層至纖芯下層。梯形槽底部方形寬度與纖芯直徑同寬，頂部方形長度由角度θ與L共同決定，寬度保留包層厚度的1/3～1/2即可。

11.根據權利要求1所述的一種基于SPR原理的相對介電常數測量系統，其特征在于梯形槽的制備，具體步驟如下：

首先用米勒鉗去除掉待拋磨區域的光纖涂層，并用酒精擦拭剝離后留下的殘屑，接著將光纖拋磨區放置在裝有梯形槽結構的拋磨輪上并設置相關參數進行拋磨，最后將光纖從拋磨輪取下，用酒精擦拭清洗。