一种光纤SPR传感器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种光纤SPR传感器，包括纤芯、硒化锗纳米层和金纳米层，硒化锗纳米层包在纤芯的外侧，金纳米层镀在硒化锗纳米层的外侧。其中，硒化锗纳米层能够增强光纤SPR传感器的表面等离子共振现象，由此实现对生物分子溶液浓度的高灵敏度测量，本实用新型专利技术提供的光纤SPR传感器兼具良好的稳定性与重复性，且结构简单，易于制备。易于制备。易于制备。

【技术实现步骤摘要】
一种光纤SPR传感器


[0001]本技术涉及生物传感器
，尤其是涉及到一种光纤SPR传感器。

技术介绍

[0002]在生物
，生物传感技术相比于传统的生物法与酶联免疫法具有检测速度快，检测准确度高，人为误差小，测量结果动态显示等优点。在生物传感技术中，SPR传感技术由于具有检测样品用量少，灵敏度高等突出优点，而被广泛应用。表面等离子体共振(SPR)是一种光学现象，在无需标记物的情况下即可用于实时跟踪生物分子间的相互作用。其原理为当光在介质分界面上发生全反射现象时，界面附近的倏逝波在金属介质表面激发表面等离子波，当两波相遇时可能发生共振，入射光的能量耦合到表面等离子波，使检测到的反射光强大幅减弱，从而在反射光谱上出现共振峰。金属表面折射率对SPR现象有着重要影响，因此各种类型SPR传感器被研制出来。
[0003]将光波与表面等离子体耦合并使其发生共振需使用耦合结构，目前常用耦合结构主要分为棱镜结构、光栅结构、光学波导结构和光纤结构等。光纤结构相较于其他结构的传感器具有方便探测有害地区，方便敏感信号测量，实现远程检测与分布式检测，同时具有较高灵敏度的特点。
[0004]目前研究的热门方向是在金纳米层的SPR光纤传感器表面涂覆一层石墨烯或过渡金属二硫属化物(TMDC)或黑磷(BP)等物质提高传感器的灵敏度，但一方面灵敏度提升有限，另一方面存在所制备的传感器稳定性较差等缺点。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本技术提供了一种光纤SPR传感器，通过硒化锗纳米层使得光纤SPR传感器的表面等离子共振现象增强，实现对生物分子溶液浓度的高灵敏度测量，兼具良好的稳定性与重复性，且结构简单，易于制备。
[0006]本技术的实施例，提供了一种光纤SPR传感器，包括纤芯、硒化锗纳米层和金纳米层，硒化锗纳米层包在纤芯的外侧，金纳米层镀在硒化锗纳米层的外侧。
[0007]进一步地，纤芯为U形结构。
[0008]进一步地，U形结构的圆弧段的半径为1mm。
[0009]进一步地，纤芯的两端设置有连接区域，工作状态下，连接区域分别用于与光源和分光仪连接。
[0010]进一步地，纤芯的长度为1.0cm至1.2cm。
[0011]进一步地，硒化锗纳米层为单层的硒化锗纳米片。
[0012]进一步地，硒化锗纳米层的厚度为1nm。
[0013]进一步地，金纳米层的厚度为50nm。
[0014]本技术实施例提供的技术方案的有益效果至少包括：一种光纤SPR传感器，包括纤芯、硒化锗纳米层和金纳米层，硒化锗纳米层包在纤芯的外侧，金纳米层镀在硒化锗纳
米层的外侧，通过硒化锗纳米层使得光纤SPR传感器的表面等离子共振现象增强，实现对生物分子溶液浓度的高灵敏度测量，兼具良好的稳定性与重复性，且结构简单，制作成本较低。
[0015]其中，U形结构的光纤SPR传感器相比于其他形状的光纤SPR传感器具有更高的灵敏度，并且便于制备。
[0016]上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式。
附图说明
[0017]通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本技术的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。其中：
[0018]图1示出了本技术的一个实施例提供的光纤SPR传感器的结构示意图；
[0019]图2示出了本技术的一个实施例提供的光纤SPR传感器的实验装置示意图；
[0020]图3示出了图1所示实施例的共振光谱示意图；
[0021]图4示出了图1所示实施例的灵敏度线性拟合曲线示意图。
[0022]其中，图1和图2中附图标记与部件名称之间的对应关系为：
[0023]1纤芯，2硒化锗纳米层，3金纳米层，4连接区域。
具体实施方式
[0024]为了能够更清楚地理解本技术的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本技术进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0025]在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本技术，但是，本技术还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本技术的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
[0026]下面参照图1至图4描述根据本技术一些实施例提供的一种光纤SPR传感器。
[0027]如图1所示，根据本技术实施例提供的一种光纤SPR传感器，包括纤芯1、硒化锗纳米层2和金纳米层3，硒化锗纳米层2包在纤芯1的外侧，金纳米层3镀在硒化锗纳米层2的外侧。其中，硒化锗纳米层2能够增强光纤SPR传感器的表面等离子共振现象，实现对生物分子溶液浓度的高灵敏度测量，兼具良好的稳定性与重复性，且结构简单，易于制备。
[0028]具体地，硒化锗(GeSe)是一种IV族单硫属化物，能够增强金纳米层3的表面等离子共振现象，进而提高光纤SPR传感器的灵敏度，降低检测下限。优选地，硒化锗纳米层2可以作为二维材料层用于提高光纤SPR传感器的灵敏度。
[0029]在本技术提供的一些可能实现的实施例中，如图1所示，纤芯1为U形结构，U形结构的纤芯1相比于其他光纤结构具有更高的灵敏度，能够降低光纤SPR传感器对生物分子溶液浓度的检测下限，同时，U形结构的纤芯1制备较为简单，易于大量制备。可以理解的是，在其他实施例中，纤芯1也可以为满足要求的其他形状。
[0030]进一步地，U形结构的圆弧段的半径为1mm，纤芯1的长度为1.0cm至1.2cm，如纤芯1的长度为1.0cm、1.1cm、1.2cm或满足要求的其他尺寸。
[0031]进一步地，硒化锗纳米层2为单层的硒化锗纳米片，硒化锗纳米层2的厚度为1nm。
[0032]进一步地，金纳米层3的厚度为50nm。
[0033]在具体实施例中，如图1所示，在纤芯1的外侧包上硒化锗纳米层2，用于在硒化锗纳米层2激发表面等离子共振现象；在硒化锗纳米层2的外侧镀上金纳米层3，使得表面等离子共振现象得到增强。其中，硒化锗纳米层2为单层的硒化锗纳米片，硒化锗纳米层2的厚度为1nm，金纳米层3的厚度为50nm。其中，金纳米层3可以直接接触待测生物分子溶液，通过观察共振光谱上共振波长的偏移量即可测得生物分子溶液的折射率。待测生物分子溶液在金纳米层3表面更容易产生表面等离子共振现象，使得光纤SPR传感器的灵敏度得到提高。
[0034]具体地，光纤SPR传感器的制备方法如下：首先，使用米勒钳在多模光纤的中间部分剥去长度为1cm至1.2cm的涂覆层得到纤芯1，这部分纤芯1作为光纤SPR传感器的传感区域。也就本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光纤SPR传感器，其特征在于，包括：纤芯(1)；硒化锗纳米层(2)，所述硒化锗纳米层(2)包在所述纤芯(1)的外侧；金纳米层(3)，所述金纳米层(3)镀在所述硒化锗纳米层(2)的外侧。2.根据权利要求1所述的光纤SPR传感器，其特征在于：所述纤芯(1)为U形结构。3.根据权利要求2所述的光纤SPR传感器，其特征在于：所述U形结构的圆弧段的半径为1mm。4.根据权利要求1所述的光纤SPR传感器，其特征在于：所述纤芯(1)的两端设置有连接区域(4...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝泽颖，刘瑶，赵洲浩，王琦，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：新型
国别省市：