制作于光纖端面的金屬納米線槽結(jié)構(gòu)在表面等離子體傳感上的應(yīng)用.pdf

1、表面等離子體諧振（SPR）已被廣泛應(yīng)用于無標(biāo)簽的生物與化學(xué)傳感之中。這主要是由于表面等離子體諧振傳感器有著對于環(huán)境折射率變化的高靈敏度，生物兼容性以及易于制作的特點。近些年來，大多數(shù)市場上的SPR傳感儀器都是采用全反射結(jié)構(gòu)，比如Kretschmann結(jié)構(gòu)（Kretschmann and Raether,1968）。為了克服此種儀器的高價格，復(fù)雜的機(jī)械系統(tǒng)要求以及過大的體積，許多的科研工作者已經(jīng)開始了其他類型的SPR傳感結(jié)構(gòu)的研究。特別是

2、一種已經(jīng)被廣泛研究的可以在垂直入射光下利用周期性結(jié)構(gòu)激發(fā)SPR的結(jié)構(gòu)，比如光柵，納米孔陣，或者納米點陣等等(K. M. Byun and Kim,2007; Hu and Liu,2010; Kim,2005; A. P. Blanchard-Dionne and Meunier,2011; Y. Lin and Lindquist,2010; A. Dhawan and Russell,2008)。另一種已被廣泛研究并關(guān)注的與光纖相集

3、成并利用光纖進(jìn)行信號傳輸?shù)腟PR傳感器是利用了光纖的柔軟性，小型性，以及可以簡單并可靠傳輸光信號的特點。然而，大多數(shù)與光纖集成的SPR傳感器件都是制作在光纖側(cè)壁之上。一般來說，此類傳感器都有著毫米級別的傳感區(qū)域，因此并不適合與微流體進(jìn)行集成。在這種情況之下，設(shè)計并制造集成于光纖端面的周期性SPR器件變得尤為吸引人。然而，此類結(jié)構(gòu)卻很少有成功的報告出現(xiàn)。在此論文中，我將介紹集成于光纖端面的納米線槽柵格結(jié)構(gòu)的設(shè)計，制造以及性能。此器件可以在

4、背光照射下激發(fā)在金屬層另一面的SPR并達(dá)到與商業(yè)SPR傳感器等同的傳感靈敏度，以及相較于其他集成于光纖的折射率傳感器更高的傳感性能。一種自行開發(fā)的可以直接，廉價，高質(zhì)量并且更簡單地將金納米結(jié)構(gòu)制作于光纖端面的方法（稱之為“剝離-粘貼”）也將在我的論文中介紹。文中還將介紹集成于1060nm單模光纖上的納米線槽柵格結(jié)構(gòu)的實驗測量結(jié)果，其顯示此種單模光纖傳感器件有著714nm/RIU的傳感靈敏度，以及60nm的SPR全寬半高值。除此之外，本論