[发明专利]微结构光纤表面等离子体共振多功能传感器及其制备方法

权利要求书

1.一种微结构光纤表面等离子体共振多功能传感器，其特征在于：该光纤传感器的光子晶体光纤基底(12)两侧设有扇形开口(13)，所述扇形开口(13)的表面镀有金膜(10)，扇形开口(13)底端的尖端处设有银纳米线(9)；所述光子晶体光纤基底(12)的纤芯(8)内设有磁流体(14)，所述纤芯(8)的外侧设有包层空气孔(11)。

2.根据权利要求1所述的一种微结构光纤表面等离子体共振多功能传感器，其特征在于：所述包层空气孔(11)呈正六边形点阵排列。

3.根据权利要求2所述的一种微结构光纤表面等离子体共振多功能传感器，其特征在于：所述包层空气孔(11)为3层。

4.根据权利要求2或3所述的一种微结构光纤表面等离子体共振多功能传感器，其特征在于：所述包层空气孔的直径为0.5μm，相邻两个包层空气孔(11)之间的间距为2μm。

5.根据权利要求1-3任意一项所述的一种微结构光纤表面等离子体共振多功能传感器，其特征在于：所述金膜(10)的厚度为30～50nm。

6.根据权利要求5所述的一种微结构光纤表面等离子体共振多功能传感器，其特征在于：所述金膜(10)的厚度为40nm。

7.根据权利要求1-3任意一项所述的一种微结构光纤表面等离子体共振多功能传感器，其特征在于：所述银纳米线(9)的直径为50～70nm。

8.根据权利要求7所述的一种微结构光纤表面等离子体共振多功能传感器，其特征在于：所述银纳米线(9)的直径为60nm。

9.根据权利要求1-3任意一项所述的一种微结构光纤表面等离子体共振多功能传感器，其特征在于：所述磁流体(14)的密度为1.8g/cc，其饱和磁化强度为220Gauss。

10.一种权利要求1所述的微结构光纤表面等离子体共振多功能传感器的制备方法，其特征在于：制备方法包括以下步骤：

步骤一：取一根空心光子晶体光纤，去除其外侧的涂覆层，用光纤切割刀切割平整两光纤的端面；

步骤二：利用光纤侧边弧形槽基块抛磨法对经步骤一处理后的光子晶体光纤进行抛磨，先用胶将光纤固定在一块上面开着弧形槽的玻璃基块上，再用环氧胶固定此光纤，然后用光学抛磨机来研磨光纤，将光子晶体光纤基底两侧抛磨出扇形开口，抛磨完毕后，用环氧胶溶解液溶解用于固定的环氧胶，从而取出磨好的光子晶体光纤；

步骤三：采用注射器抽取注射的方法填充银纳米线，首先将注射器中的空气排空，抽取含银纳米线的水溶液，然后用胶将步骤二的光子晶体光纤基底与注射器粘结，并将上述水溶液注射到扇形开口的尖端处，使银纳米线的水溶液在尖端处沉淀，并将其放入烘干箱烘干；

步骤四：应用TRI-S500光纤材料金属涂层成膜系统在扇形开口的表面上均匀镀上金膜，首先，利用真空泵将镀膜腔抽真空，使真空度达到10^-3Pa；其次，向镀膜腔里充Ar气，控制真空度为5Pa，两个电极两端加0.8k V的电压，使Ar电离，被电离的粒子轰击金靶，使金原子脱离银靶后吸附在光纤表面；被固定的光纤绕轴匀速旋转，保证金原子均匀的镀在光纤表面，通过控制镀膜时间来决定金膜厚度；

步骤五：通过微流泵把磁流体从一个小管压入步骤四中的光子晶体光纤中，继续施压直到微流体有从光子晶体光纤另一端流出为止，然后将光子晶体光纤两端用石蜡封口，确保内环境和外界隔绝；

步骤六：采用光纤熔接机自校准功能将普通单模光纤与步骤五中的光子晶体光纤的两端耦合熔接后，制成微结构光纤表面等离子体共振多功能传感器。