[发明专利]一种高性能波导传感系统及其制备方法

权利要求书

1.一种高性能波导传感系统，包括光源，其构造成用于发出偏振光；波导传感装置，光源发出的偏振光照射到波导传感装置中，在波导传感装置中发生全内反射后输出，该输出光携带了待测物质的信息；

光学探测装置，用于接收从波导传感装置输出的光，并将其转换为电信号；

所述波导传感装置包括棱镜，波导层，石墨烯层，以及微柱阵列，从下到上依次设置，所述微柱阵列部分设置于石墨烯层上，所述微柱阵列所在区域构成石墨烯层的缺陷；

在所述石墨烯层表面沉积有银纳米粒子；

待测样品设置于波导传感装置的表面。

2.根据权利要求1所述的高性能波导传感系统，所述微柱阵列中的微柱为立方体，所述微柱的长度为100μm-200μm，高度为50μm-100μm，所述微柱之间的间隔与微柱的长度相等。

3.根据权利要求1所述的高性能波导传感系统，所述波导层由玻璃构成，所述微柱阵列由金构成。

4.根据权利要求1所述的高性能波导传感系统，在石墨烯层的最边缘相对侧设置有电极对，所述电极对均为金电极。

5.根据权利要求1所述的高性能波导传感系统中波导传感装置的制作方法，其步骤如下：

(1)准备一个与波导传感装置的上表面积大小相同的铜箔，在微柱阵列的相应位置处的铜箔可拆卸，该位置处的每一个铜箔小于微柱；

(2)采用化学气相沉积方法在铜箔上生长石墨烯，然后在长有石墨烯的铜箔上旋涂聚甲基丙烯酸甲酯，烘干；

(3)去除微柱阵列处的铜箔，然后将相应位置处的石墨烯切除，或者将微柱阵列处的铜箔以及附着于其上的石墨烯一并切除，只剩下镂空铜箔以及设置于其表面的石墨烯和聚甲基丙烯酸甲酯的组合物一；

(4)将组合物一放置于消解液中消解，得到石墨烯和聚甲基丙烯酸甲酯的组合物二；

(5)在棱镜上铺设一层玻璃波导层，其大小与组合物二的大小相同；

(6)将步骤(4)得到的组合物二铺设于步骤(5)中的波导层上；

(7)用丙酮去除聚甲基丙烯酸甲酯，得到纯粹的具有周期性排列的空隙的覆盖于波导层上的石墨烯层；

(8)将覆盖有石墨烯层的棱镜和波导层的组合在350℃下进行煅烧退火3小时；

(9)在覆盖有石墨烯层的波导层上覆盖掩膜版，该掩膜版的形状与铜箔形状相同，但预留空隙有所扩大，其四边均漏出石墨烯层；

(10)在掩膜版的空隙处设置微柱阵列，微柱阵列部分压住石墨烯层；所述微柱阵列由金构成；

(11)在石墨烯层表面沉积一层银纳米颗粒，从而得到波导传感装置。

6.根据权利要求5所述的波导传感装置的制作方法，所述微柱阵列中的微柱为立方体，所述微柱的长度为100μm-200μm，高度为50μm-100μm，所述微柱之间的间隔与微柱的长度相等。

7.根据权利要求5所述的波导传感装置的制作方法，在石墨烯层的最边缘相对侧设置有电极对，所述电极对为金电极对。

8.根据权利要求5所述的波导传感装置的制作方法，所述消解液采用盐酸、双氧水和水以1:1:30混合而成。