[发明专利]基于光纤微环的表面等离子体共振折射率传感器

权利要求书

1.基于光纤微环的表面等离子体共振折射率传感器，包括宽带光源、光隔离器、偏振控制器、3端口环形器、传感区、光谱仪，其特征在于：

宽带光源的输出端与光隔离器相连，光隔离器的输出端与偏振控制器相连，偏振控制器的输出端与3端口环形器的一端相连，3端口环形器的另两端分别与传感区和光谱仪相连；所述传感区是在细芯光纤的包层内制造出空气环，在空气环外侧壁镀一层金膜，此外，在光纤端面镀一层金膜形成反射型传感器；传感区由内到外依次是纤芯、靠近纤芯的剩余包层、空气层、金属层、外包层，纤芯的半径为3.5～4.0um，靠近纤芯的剩余包层厚度在10nm～150nm之间，空气环的厚度在10nm～50nm之间，金膜厚度在30nm～70nm之间，表面粗糙度的均方根小于等于5nm；P偏振光由宽带光源、光隔离器以及偏振控制器结构产生；

所述的传感器是基于如下原理：宽带光源产生信号光，由单模传输光纤输入到光隔离器，光隔离器输出的光信号通过偏振控制器控制输出变成P偏振光，P偏振光由3端口环行器的A端口输入，B端口输出到传感区，传感区由于外部包层厚度减小，纤芯模部分能量以倏逝波的形式耦合进空气环中传输，空气环中的倏逝波与金属表面等离子体波在环外侧壁所镀金膜界面处发生SPR效应，光传播到端面所镀金膜处时发生反射，当再次经过金膜界面时，SPR效应倍增；由纤芯、靠近纤芯的剩余包层、空气层、金属层和外部包层所组成的传感区对空气层中折射率的变化敏感，随着不同折射率的物质通入空气环，产生SPR效应的谐振波长发生变化并由光谱仪输出，通过检测谐振波长的漂移量，实现对物质折射率的测量。