[发明专利]高灵敏度光纤表面等离激元传感器及其制备方法

权利要求书

1.一种高灵敏度光纤表面等离激元传感器，其特征在于：包括光纤(1)和设于光纤端面的金薄膜(3)，所述的金薄膜(3)为双周期金圆盘阵列结构，所述的双周期金圆盘阵列结构是采用不同直径的纳米PS微球在金薄膜(3)表面依次通过离子刻蚀得到；

所述的双周期金圆盘阵列结构包括第一圆盘(31)和第二圆盘(32)；其中，所述的第一圆盘是由大直径纳米PS微球(4)以金薄膜(3)为基底进行刻蚀制备，第一圆盘(31)之间紧密连接；所述的第二圆盘(32)是以第一圆盘(31)制备后的表面作为新的基底并由小直径纳米PS微球(5)进行刻蚀制备，第二圆盘(32)之间紧密连接；

所述第一圆盘(31)采用的大直径纳米PS微球(4)的直径与第二圆盘(32)采用的小直径纳米PS微球(5)的直径比为2:1；其中，每一组第一圆盘(31)中，包括一个设于中心的整体第二圆盘(321)以及以中心周向均匀分布的六个部分第二圆盘(322)。

2.根据权利要求1所述的一种高灵敏度光纤表面等离激元传感器，其特征在于：所述的金薄膜(3)与光纤(1)端面之间采用电镀或胶粘的方式进行连接。

3.权利要求1~2任一项所述的高灵敏度光纤表面等离激元传感器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：取多模光纤，对其进行90°切割或拉锥；

S2：在切割或者拉锥完成的光纤端面通过电镀或胶粘的方式设置一层50nm厚的金薄膜；

S3：制备两组不同直径的聚苯乙烯微球阵列的胶体溶液，将两组胶体溶液分别缓慢注射到水表面，分别形成有序的微球薄膜A和微球薄膜B；所述的微球薄膜A采用的聚苯乙烯微球的直径与微球薄膜B采用的聚苯乙烯微球的直径比为2:1；

S4：将微球薄膜A转移至步骤S2得到的光纤端面上，自然干燥后放入离子刻蚀样品室内，在其表面刻蚀出纳米金圆盘阵列后再刻蚀掉表层的纳米小球；

S5：将微球薄膜B转移至步骤S4得到的光纤端面上，自然干燥后放入离子刻蚀样品室内，在其表面刻蚀出纳米金圆盘阵列后再刻蚀掉表层的纳米小球，得到具有双周期纳米金圆盘阵列结构的高灵敏度光纤表面等离激元传感器。

4.根据权利要求3所述的高灵敏度光纤表面等离激元传感器的制备方法，其特征在于：所述步骤S2中，胶粘的方式具体是指由环氧胶(2)将金薄膜粘贴在光纤端面。

5.根据权利要求3所述的高灵敏度光纤表面等离激元传感器的制备方法，其特征在于：所述步骤S4和S5中，刻蚀采用的束流为10~100nm/min。