[发明专利]一种基于双折射的石墨烯-金涂覆的PCF折射率传感器

权利要求书

1.一种基于双折射的石墨烯-金涂覆的PCF折射率传感器，如图1所示，包括光纤传感器本体，其特征在于：所述光子晶体光纤(PCF)传感器本体由D型光子晶体光纤，空气孔，金薄膜，石墨烯和未知溶液组成，并通过侧边抛磨技术在PCF包层区域抛磨一定深度形成一个抛磨面，抛磨面上镀一层金薄膜，金薄膜表面沉积一层石墨烯，所述PCF包层区域的大空气孔直径D＝10um，小空气孔直径d＝0.42∧，空气孔的间距∧＝8um，所述D型PCF的轴向延伸的平滑表面到其纤芯的距离为H＝11um，金膜的厚度为t_g，石墨烯厚度为0.34nm×L_G。

2.根据权利1所述的基于双折射的石墨烯-金涂覆的PCF折射率传感器，其特征在于：光子晶体光纤的包层区域抛磨一定深度H，形成D型PCF，抛磨面镀金薄膜材料当作等离子体材料，用于传感器激发SPR检测待测介质折射率的传感特性，金薄膜厚度t_g＝40nm。

3.根据权利1所述的基于双折射的石墨烯-金涂覆的PCF折射率传感器，其特征在于：光子晶体光纤的包层区域有三层空气孔阵列形成，纤芯正交方向的空气孔尺寸不同，可以得到双折射效应。大空气孔直径D与其他空气孔直径d的差距越大，产生的双折射效应越强。该传感器的大空气孔直径D＝10um，d＝0.42∧，气孔的间距∧为8um。

4.根据权利1所述的基于双折射的石墨烯-金涂覆的PCF折射率传感器，其特征在于：为了增强金薄膜表面对分子的吸附，在金薄膜表面涂覆石墨烯，厚度为0.34nm×L_G，L_G＝5。与传感器不加石墨烯相比较，该设计涂覆5层石墨烯后，平均灵敏度提高了16.33％，最大灵敏度提高了23.08％。

5.根据权利1所述的基于双折射的石墨烯-金涂覆的PCF折射率传感器，其特征在于：抛磨面在第一层环空气孔缺失孔的正上方，该设计是为了更好地增强SPR。传感区域在外部直接接触未知溶液，能够实现实时检测的效果。当待测未知溶液折射率发生变化时，会影响损耗峰的位置变化，通过测量损耗峰的位置变化解调出待测介质的折射率的变化，从而计算出该传感器的灵敏度。