[发明专利]一种基于螺旋芯的SPR‑PCF传感器

摘要

本发明公开了一种基于螺旋芯的SPR‑PCF传感器，包括：柱状纤芯、石英基底、填充待测样品的通道、金层和石墨烯层；柱状纤芯内填充空气；在石英基底上且以所述柱状纤芯为中心规则排列有第一螺旋空气孔和第二螺旋空气孔，第一螺旋空气孔的直径与第二螺旋空气孔的直径不同；在石英基底外涂覆有石墨烯层，在石墨烯层上涂覆有金层，在金层外设置有填充待测样品的通道；第一螺旋空气孔和第二螺旋空气孔构成螺旋状的传感通道，产生不同的泄露模；其对应的SPR共振波长均与扭曲率呈线性比例；纤芯中的导模与泄露模实现相位匹配，引起透射谱中的一系列凹陷峰；可以实现高灵敏度、无损伤的实时探测。

主权项

一种基于螺旋芯的SPR‑PCF传感器，其特征在于，包括：柱状纤芯(5)、石英基底(4)、填充待测样品的通道(1)、金层(2)和石墨烯层(3)；所述柱状纤芯(5)内填充空气；在所述石英基底(4)上且以所述柱状纤芯(5)为中心规则排列有第一螺旋空气孔(6)和第二螺旋空气孔(7)，所述第一螺旋空气孔(6)的直径与所述第二螺旋空气孔(7)的直径不同；在所述石英基底(4)外涂覆有所述石墨烯层(3)，在所述石墨烯层(3)上涂覆有所述金层(2)，在所述金层(2)外设置有填充待测样品的通道(1)；所述第一螺旋空气孔(6)和第二螺旋空气孔(7)构成螺旋状的传感通道，在传感通道的导引下，光的传播被迫遵循螺旋路径，使得一部分轴向能量转移至方位角方向，使得离散的轨道角动量状态，产生不同的泄露模；其对应的SPR共振波长均与扭曲率呈线性比例；纤芯中的导模与泄露模实现相位匹配，引起透射谱中的一系列凹陷峰；当通道内的待测样品的种类或者浓度发生改变时，等离子体模式发生改变，通过改变共振波长和透射谱的峰值功率，可以实现高灵敏度、无损伤的实时探测。