倾斜光纤光栅表面超结构增强表面等离子共振氢敏传感器制造技术

本发明专利技术公开了倾斜光纤光栅表面超结构增强表面等离子共振氢敏传感器，由ASE宽带光源、偏振控制器、单模光纤、气室底座、进气口、出气口、Pd/Au薄膜光纤氢气传感器、光谱分析仪和气室屏障组成；其中Pd/Au薄膜光纤氢气传感器表面镀有Au纳米薄膜以及Pd纳米薄膜，纤芯刻有倾斜的布拉格光栅。用化学液相还原法制备Au、Pd纳米粒子。用分子自组装（SAMs）技术和化学镀膜法实现Au、Pd纳米薄膜在石英基底上的可控生长。膜内倾斜的布拉格光栅使光可以从纤芯耦合到由光纤包层引导的大量高阶模式中，导致辐射模耦合增强。在1.5%‑4%氢气浓度范围内，有良好的线性响应特性，且氢气浓度每变化1%，光谱幅值变化量为0.005dB，具有较好的灵敏性与分辨率。

【技术实现步骤摘要】
倾斜光纤光栅表面超结构增强表面等离子共振氢敏传感器
本专利技术提出了倾斜光纤光栅表面超结构增强表面等离子共振氢敏传感器，属于光纤传感

技术介绍
Pd是一种化学性质稳定的贵金属。纯Pd呈现银白色金属光泽。Pd可以吸收自身900倍的氢气,而对其他大多气体没有明显吸收,因此根据Pd的这一特性可以用来做氢气传感器的敏感材料。若在Pd或Pd复合膜表面激发SPR,则可以通过监测敏感膜层共振谱的变化来测量氢气浓度。与普通FBG相比,TFBG格栅平面不再垂直于光纤轴向,而是有一倾斜角θ，使得光可以从纤芯耦合到由光纤包层引导的大量高阶模式中，导致辐射模耦合增强。SPR检测技术具有实时、快速、高灵敏度以及免标记等优点,Au这种金属比较容易激发表面等离子体共振。通常用Au薄膜修饰的TFBG的SPR特性做传感。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供倾斜光纤光栅表面超结构增强表面等离子共振氢敏传感器。用化学液相还原法制备Au、Pd纳米粒子。用分子自组装(SAMs)技术和化学镀膜法实现Au、Pd纳米薄膜在石英基底上的可控生长。在经过预处理后的TFBG表面沉积生长厚度约为20nm的Au本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.倾斜光纤光栅表面超结构增强表面等离子共振氢敏传感器，其特征在于：由ASE宽带光源（1）、偏振控制器（2）、单模光纤（3）、气室底座（4）、进气口（5）、出气口（6）、Pd/Au薄膜光纤氢气传感器（7）、光谱分析仪（8）和气室屏障（9）组成；其中Pd/Au薄膜光纤氢气传感器（7）表面镀有Au纳米薄膜（10）以及Pd纳米薄膜（11），Au纳米薄膜（10）厚度为20nm，Au纳米薄膜（10）表面被刻蚀成等边三角形金块超结构阵列用于激发强表面等离子共振；等边三角形金块的厚度为10纳米，等边三角形金块边长为10纳米，等边三角形金块中心之间的间距为20纳米；Pd纳米薄膜（11）厚度范围为5‑100nm...

【技术特征摘要】
1.倾斜光纤光栅表面超结构增强表面等离子共振氢敏传感器，其特征在于：由ASE宽带光源（1）、偏振控制器（2）、单模光纤（3）、气室底座（4）、进气口（5）、出气口（6）、Pd/Au薄膜光纤氢气传感器（7）、光谱分析仪（8）和气室屏障（9）组成；其中Pd/Au薄膜光纤氢气传感器（7）表面镀有Au纳米薄膜（10）以及Pd纳米薄膜（11），Au纳米薄膜（10）厚度为20nm，Au纳米薄膜（10）表面被刻蚀成等边三角形金块超结构阵列用于激发强表面等离...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈常宇，金梦，宫佳琦，
申请(专利权)人：中国计量大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33