金属膜上介质周期结构折射率传感器及制备方法技术

本发明专利技术公开了一种基于金属膜上介质周期结构折射率传感器，传感元件为纳米光子结构，上至下分别为介质柱阵列，氧化铝保护层贵金属反射层，基底；由圆柱体介质柱构成的介质柱阵列呈中心对称的形状，且紧贴氧化铝表面；通过共振峰位置偏移测量折射率。本发明专利技术所制备的折射率传感器，制作工艺简单，有效区域面积大，灵敏度高，分辨率高，且性质稳定，不会因为处于一定的高温或者潮湿的环境下而失去性能。

【技术实现步骤摘要】
金属膜上介质周期结构折射率传感器及制备方法
本专利技术涉及光学折射率传感及微纳米制造领域，提出了一种金属膜上介质周期结构高灵敏度折射率传感器及制备方法。
技术介绍
制作工艺简单，灵敏度高的折射率传感器一直是近些年的研究热点，这种设备可以广泛的应用于各种检测技术上，比如生化，医学，环保。表面等离子体共振，是由光波与金属电子相互作用而产生的现象，当光波入射到结构中时，入射光能量被大量吸收，反射光能量显著减少，在金属纳米结构附近形成增强的电磁场，所以在反射谱中形成一个极窄的反射谷。然而，金属等离子体纳米结构表面的强光场会产生大量损耗和热量，采用金属膜上介质结构就可以很好的抑制这种损耗的产生。品质因数(Figureofmerit，FOM)是定义折射率传感器的一个重要参数，定义为折射率传感器的灵敏度与反射峰的半高全宽的比值，其中灵敏度定义为：纳米/单位折射率。金属膜上的低折射率对比介质柱阵列具有很窄的线宽，而窄线宽的特性就是提高品质因数与传感器灵敏度的一个重要因素。随着科技的进步，折射率传感器的发展速度很快，从1960年的光栅式，波导式，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种金属膜上介质周期结构折射率传感器，其特征在于：传感元件为纳米光子结构，上至下分别为介质柱阵列，氧化铝保护层贵金属反射层，基底；由圆柱体介质柱构成的介质柱阵列呈中心对称的形状，且紧贴氧化铝表面；通过共振峰位置偏移测量折射率。/n

【技术特征摘要】
1.一种金属膜上介质周期结构折射率传感器，其特征在于：传感元件为纳米光子结构，上至下分别为介质柱阵列，氧化铝保护层贵金属反射层，基底；由圆柱体介质柱构成的介质柱阵列呈中心对称的形状，且紧贴氧化铝表面；通过共振峰位置偏移测量折射率。


2.根据权利要求1所述的金属膜上介质周期结构折射率传感器，其特征在于：介质柱阵列在所工作的光波段透明，折射率范围1.4～2.5，且大于被测气体或者被测溶液的折射率，选用二氧化硅、氧化铝、二氧化钛、氮化硅任一种材料。


3.根据权利要求1所述的金属膜上介质周期结构折射率传感器，其特征在于：所述的介质柱阵列采用二氧化钛，氧化铝保护层上二氧化钛周期阵列与PDMS微流通道贴合构成传感器，透过PDMS测量垂直反射谱。


4.根据权利要求1所述的金属膜上介质周期结构折射率传感器，其特征在于：工作于400-2500nm的波段，拥有两个不同的共振模式，在反射谱上面表现为两个不同线宽的反射谷：模式一、一个反射谷的中心波长靠近但不小于阵列周期与背景环境折射率的乘积，源自表面晶格共振，模式光场被局域在介质柱的顶端以及介质柱之间的空白区域；模式二、光场被局域在介质柱底部。


5.根据权利要求1所述的金属膜上介质周期结构折射率传感器，其特征在于：介质柱二维周期阵列中，介质柱的高宽比大于1。


6.根据权利要求5所述的金属膜上介质周期结构折射率传感器，其特征在于：介质柱阵列高度4...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈帅，甘昕，董金武，敖献煜，
申请(专利权)人：华南师范大学，
类型：发明
国别省市：广东;44