[發明專利]基于表面等離子體共振效應的光纖探針頭及其溫度傳感器、制作方法

在審

• 申請號: 202210683825.2
• 申請日: 2022-06-17
• 公開（公告）號: CN115014573A
• 公開（公告）日: 2022-09-06
• 發明（設計）人: 謝海輝;陳志軍;吳偉;張志平;葉國華
• 申請（專利權）人: 廣東博力威科技股份有限公司
• 主分類號: G01K11/32
• 分類號: G01K11/32
• 代理公司: 廣東合方知識產權代理有限公司 44561
• 代理人: 梁洪文

1.一種基于表面等離子體共振效應的光纖探針頭，其特征在于，包括光纖、金屬納米復合結構的周期性陣列層及熱敏層，所述光纖包括纖芯、包層及涂覆層，所述金屬納米復合結構的周期性陣列層位于光纖的纖芯端面，所述金屬納米復合結構的周期性陣列層包括金屬膜，所述金屬膜上設有多個周期排列的金屬納米復合結構，每個金屬納米復合結構為一個正方體孔，在正方體孔的中心設有中心圓盤，所述熱敏層鋪設于金屬納米結構陣列層上。

2.根據權利要求1所述的基于表面等離子體共振效應的光纖探針頭，其特征在于，中心圓盤呈圓柱形結構，中心圓盤的厚度與金屬膜厚度相同。

3.根據權利要求1或2所述的基于表面等離子體共振效應的光纖探針頭，其特征在于，所述金屬的材質為金。

4.根據權利要求1或2所述的基于表面等離子體共振效應的光纖探針頭，其特征在于，所述金屬膜厚度為100nm。

5.根據權利要求1或2所述的基于表面等離子體共振效應的光纖探針頭，其特征在于，所述正方體孔的邊長為400nm。

6.根據權利要求1或2所述的基于表面等離子體共振效應的光纖探針頭，其特征在于，相鄰兩個正方體孔的間距為280nm。

7.根據權利要求1或2所述的基于表面等離子體共振效應的光纖探針頭，其特征在于，所述熱敏層的材質為聚二甲基硅氧烷。

8.一種基于表面等離子體共振效應的光纖探針型溫度傳感器，其特征在于，包括權利要求1-7任一基于表面等離子體共振效應的光纖探針頭。

9.一種基于表面等離子體共振效應的光纖探針頭的制作方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一、利用電子束蒸餾技術在二氧化硅襯底上沉積一層金屬膜；

步驟二、取光纖，并在光纖的纖芯端面上涂覆高透光性的粘合劑；將光纖端面固定于多軸位移平臺上，使用立體顯微鏡觀察，對準金屬膜與光纖端面的位置并接觸，使金屬膜與光纖端面粘合；將二氧化硅襯底脫離，金屬膜粘附在光纖端面上；

步驟三、將粘附了金屬膜的光纖端面固定在聚焦離子束刻蝕的機器設備上，在光纖端面的金屬膜上刻蝕出金納米復合結構的周期性陣列，所述金納米復合結構包括正方體孔，在正方體孔中心有中心圓盤，中心圓盤的厚度為金屬膜的厚度；

步驟四、將PDMS涂抹在已集成金屬納米復合結構的周期性陣列的光纖端面上，對其干燥，使PDMS固化為PDMS薄膜。

10.根據權利要求9所述的基于表面等離子體共振效應的光纖探針頭的制作方法，其特征在于，步驟二，所述粘合劑采用環氧樹脂粘合劑；對二氧化硅襯底進行加熱，使金屬膜與光纖端面粘合；金屬膜與光纖端面粘合后，移動光纖端面，使其脫離二氧化硅襯底。