[发明专利]金属包覆波导传感器及其对银胶溶液折射率的检测方法

权利要求书

1.一种金属包覆波导传感器，其特征在于，包括导波层、耦合层和衬底层，所述导波层为第一玻璃板，所述耦合层为覆于第一玻璃板顶部的第一银膜，所述衬底层为设于第一玻璃板下方的第二银膜，所述第二银膜的厚度大于第一银膜的厚度；所述第一玻璃板与衬底层之间设有一个用于注入待测样品的样品室，所述样品室的外侧设有玻璃板。

2.根据权利要求1所述的金属包覆波导传感器，其特征在于，所述第二银膜的顶部复合有SiO₂薄膜。

3.根据权利要求1所述的金属包覆波导传感器，其特征在于，所述衬底层的下方设有第二玻璃板。

4.根据权利要求1所述的金属包覆波导传感器，其特征在于，所述待测样品为纳米银胶溶液。

5.一种如权利要求1-4中任一项所述的金属包覆波导传感器对银胶溶液折射率的检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)根据金属包覆波导传感器的截面图，假定空气、银膜、玻璃、样品的介电常数分别是ε₀、ε₁、ε₂和ε₃，玻璃和样品室的厚度为h₂和h₃，则其本征方程为：

式中：

其中，β是导模的传播常数，α₂₁和α₃₁是导模在两侧金属膜中的衰减系数；

(2)纳米银胶溶液的折射率与纯水的折射率接近，先用金属包覆波导传感器测出纯水的共振峰，然后选取其中某一导模所对应的入射角作为同步角，给出纯水在785nm时的折射率1.392600，以此先确定这个导模所对应的m值；

(3)通过步骤(2)中的导模再测试纳米银胶溶液产生的同步耦合角的变化，从而得出纳米银胶溶液的折射率。

6.一种金属包覆波导传感器对银胶溶液折射率的测试装置，其特征在于，包括准直激光发射器、光圈、偏振器、金属包覆波导传感器和θ/2θ转台，所述光圈上设有供准直激光穿过的光孔，所述准直激光发射器、光孔、偏振器、金属包覆波导传感器在准直激光的发射光路上依次设置，所述金属包覆波导传感器放置于θ/2θ转台的中心槽内，所述θ/2θ转台由步进电动机驱动旋转，所述θ/2θ转台上设有光电探头，所述光电探头通过A/D转换器与计算机电性连接，所述计算机内设有反射谱生成软件。

7.根据权利要求6所述的金属包覆波导传感器对银胶溶液折射率的测试装置，其特征在于，所述步进电动机由计算机控制。

8.根据权利要求6所述的金属包覆波导传感器对银胶溶液折射率的测试装置，其特征在于，所述准直激光的功率为100mW，波长为785nm。