[实用新型]一种以紫外固化胶为纤芯的光纤SPR传感器

说明书

本实用新型提出了一种以紫外固化胶为纤芯的光纤SPR传感器，包括光源、注光光纤、玻璃V槽片、收光光纤、光谱仪；玻璃V槽片两端各有一个压片，中间处设置一条注有高折射率透明紫外固化胶的V槽，注光光纤和收光光纤分别被紫外固化胶固化在V槽的左右端用于连接光源和光谱仪，在紫外固化胶上表面镀50nm金膜，宽谱光在紫外固化胶和金膜界面产生SPR效应；将制作完成的SPR传感探针置于待测液体环境中，通过光谱仪解调出的SPR共振波长即可检测液体的折射率；本实用新型结构简单、使用方便，通过利用透明紫外固化胶的高折射率性质能够使光纤SPR传感器检测范围增大，可检测折射率更高的液体。

技术领域

本实用新型光纤传感器领域，特别涉及一种以紫外固化胶为纤芯的光纤SPR传感器。

背景技术

传感器是一种能够将生物或化学等非物理量转化为易于处理的物理电信号的换能器件,在生命科学、化学、环境科学等领域都起着十分重要的作用。目前应用较为广泛的主要是光学和电学传感器，而光学中的光纤表面等离子体传感器与电学传感器相比，它采用光纤作为传输媒介，使得这种传感器具有很多优势，例如它能够在光纤直径尺寸数量级的小空间内进行测试，这样便可以容易的进入一些其他传感器难于进入的狭小地方或环境恶劣的地方，又由于光纤可以良好传输光信号，它还可以容易的进行长距离实时监测，易于实现仪器的微型化等等；所以光纤表面等离子体传感器已经日益受到相关领域尤其是生物医学学科的科技工作者的青睐。

光纤表面等离子体共振(Surface Plasmon Resonance，SPR)传感器将高灵敏度的表面等离子体传感技术与低能量消耗的光纤传输技术有机结合，由于SPR现象对与产生表面等离子激元金属薄膜接触待测介质的折射率极其灵敏，它能够对传感器表面待测介质组成的微小变化作出灵敏的响应，适用于研究传感器表面敏感层中物质与介质溶液的生物及化学反应，进而定量测定介质溶液中的微量生物和化学活性物质。传统的光纤表面等离子体传感器是这样来实现传感的：P偏振光在纤芯与金属薄膜界面发生全反射时渗透到金属薄膜内的消逝波引发金属中的自由电子产生表面等离子体，当表面等离子体与消逝波的频率相等时，二者将发生共振，这样在光密介质和光疏介质的界面将不再满足全反射发生条件，金属表面的自由电子会吸收入射光的能量，进而使反射光的能量大量减少，在光接收端就会呈现SPR共振谷的现象。

随着光纤SPR传感器应用范围的不断扩大，人们对其可检测的折射率范围要求也越来越高，而受光密介质(光纤纤芯)折射率的影响，光纤SPR传感器可测折射率的范围也受到相应的制约，虽然说通过使用纤芯折射率较高的蓝宝石光纤可以提高其测量范围上限达到1.70左右，但是蓝宝石光纤的高昂成本是大多数人难以承受的。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种以紫外固化胶为纤芯的光纤SPR传感器，通过利用透明固化胶的高折射率性质来增大光纤SPR传感器折射率的检测范围。

为达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种以紫外固化胶为纤芯的光纤SPR传感器，包括依次相连的光源、注光光纤、玻璃V槽片、收光光纤、光谱仪；玻璃V槽片中注满透明紫外固化胶，并紫外固化胶表面镀50nm金膜，注光光纤和收光光纤分别插入玻璃V槽片两端；注光光纤将光源发出的宽谱光传输至紫外固化胶中，在紫外固化胶和金膜界面产生SPR效应；用收光光纤接收发生SPR效应后的宽谱光，并将光信号传输到光谱仪，进行信号采集和解调，将制作完成的玻璃V槽片置于待测液体环境中，通过光谱仪解调出的SPR共振波长的不同值即可检测出液体的折射率。

可选地，所述的光源为宽谱光源，波长范围覆盖500nm至1000nm波段。

可选地，所述的注光光纤为单模或少模裸光纤，包层直径为125μm，纤芯直径为8μm至15μm，一端连接光源，一端固定在玻璃V槽片上。

可选地，所述的玻璃V槽片上设有注满紫外固化胶的V槽。

可选地，V槽直径为175-245μm。