【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于超快激光先进微纳制造的工业应用领域，具体是涉及一种带有参考波段的高灵敏液体折射率传感器。
技术介绍
1、化学试剂浓度的测量在化学分析，生物检测以及食品监测领域都具有重要的意义。常见的化学试剂浓度测量方法有重量法，滴定法、色谱法、离子选择性电位测定法、吸收发射光谱法等。其中，吸收发射光谱法由于其灵敏度高，不接触化学试剂等优点得到广泛的研究。传统吸收发射光谱法是通过待测化学品对特定波长光的吸收量来对液体的浓度进行测定的，常见的有紫外-可见分光光度计，但该方法无法适用于透明的溶液，因为透明溶液会对全波段的光进行吸收。因此，对透明溶液中化学品浓度的测定转而寻求一种利用折射率传感浓度的方法进行测量。
2、近年来，微纳光学中的超表面由于其控制、改变和放大入射电磁波辐射的特性得到广泛的研究。特别的，一种一维金属-电介质-金属光栅的结构被用来做折射率的传感，测定葡萄糖溶液的含量，其灵敏度达到了140-195nm/riu。其原理是，这种一维金属-电介质-金属光栅会将特定波长的光局域，反射光谱就会缺少这种波长的光，而环境折射率会改变局域光的波长，浓度又会改变折射率，通过间接的测量反射光谱就能推知浓度的大小。但上述传感器只有一个随着浓度改变的吸收峰，这使得该传感器无法校正因各种偶然原因导致的探测峰的漂移。最终导致检测精度不高。
技术实现思路
1、为了解决现有技术存在的技术问题，我们提出了一种新的传感器结构，由半导体-氧化物-金属组成，其吸收一个额外的不随环境折射率变化的波段作为
2、本专利技术提供了带有参考波段的高灵敏液体折射率传感器，不仅可用于高灵敏度折射率传感，还能对传感波段进行实时校正。
3、一种带有参考波段的高灵敏液体折射率传感器，包括基底，以及：
4、设置在基底上用于激发表面等离激元以形成探测峰的金属层；
5、设置在金属层上充当波导的隔离层；
6、以及设置在隔离层上的光栅层；
7、所述隔离层允许表面等离激元或其它模式的光在其内部传播。
8、本专利技术中，基底处于第一层，基底的一面依次有金属层、隔离层以及光栅薄膜。基底的作用为支撑金属层、隔离层以及光栅薄膜层。金属层的作用为激发表面等离激元，促成液体折射率传感器的探测峰；隔离层的作用为充当波导，允许表面等离激元或其它模式的光在其内部传播。光栅利用其衍射效应，充当多角度入射光选择器。
9、作为优选，金属层材质为金属银；隔离层材质为二氧化硅；光栅层材质为单晶硅。
10、作为优选，光栅周期为600nm-700nm；光栅占空比1：6至9：10。
11、作为优选，金属层厚度为80nm-150nm；隔离层厚度为200nm-300nm；光栅层的厚度30～80nm。
12、作为优选，金属层材质为金属银，膜层的厚度为100nm；隔离层材质为二氧化硅，膜层厚度为280nm；光栅层材质为单晶硅，膜层厚度为50nm，光栅周期为600nm，占空比为9：10。
13、所述基底可以选择硅、锗等半导体。
14、实验验证，所述参数复合薄膜传感器在fdtd仿真软件中会存在两个吸收极为强烈，品质因子极高的峰，其中一个吸收波长会随着环境折射率变化而出现明显改变的峰，被称为探测峰，用来探测环境折射率的变化；另一个几乎不随环境折射率改变的峰，被称为参考峰，用来实时校正由光电转换过程中造成的探测信号整体漂移带来的探测峰的偏差。
15、本专利技术的有益效果有，相较于传统液体折射率探测的色谱法，本专利技术不对探测液体的颜色有过多限制；相较于离子选择电位法，本专利技术可以使用非接触的方式进行探测；相较于传统的光谱法，本专利技术由于是通过刻蚀的超表面来传感信号，因此，具有体积小，环境适用型高等优点，其可以检测不腐蚀硅和二氧化硅材料的几乎所有液体；本专利技术相较于其它通过超表面传感信号的液体折射率探测器，其通过巧妙的设计创造性的产生一个不随液体折射率改变的参考峰，其能实时矫正光电转换过程中造成的探测信号整体漂移带来的探测峰的偏差，极大的提高探测的可信度，除此之外，该专利技术相较于已有技术，探测精度(品质因子)得到极大的提高。
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1.一种带有参考波段的高灵敏液体折射率传感器，包括基底，其特征在于，以及：
2.根据权利要求1所述的带有参考波段的高灵敏液体折射率传感器，包括基底，其特征在于，金属层材质为金属银；隔离层材质为二氧化硅；光栅层材质为单晶硅。
3.根据权利要求1所述的带有参考波段的高灵敏液体折射率传感器，包括基底，其特征在于，光栅周期为600nm-700nm；光栅占空比1：6至9：10。
4.根据权利要求1所述的带有参考波段的高灵敏液体折射率传感器，包括基底，其特征在于，金属层厚度为80nm-150nm；隔离层厚度为200nm-300nm；光栅层的厚度30～80nm。
5.根据权利要求1所述的带有参考波段的高灵敏液体折射率传感器，包括基底，其特征在于，金属层材质为金属银，膜层的厚度为100nm；隔离层材质为二氧化硅，膜层厚度为280nm；光栅层材质为单晶硅，膜层厚度为50nm，光栅周期为600nm，占空比为9：10。
6.根据权利要求1所述的带有参考波段的高灵敏液体折射率传感器，包括基底，其特征在于，所述基底为硅基底。
【技术特征摘要】
1.一种带有参考波段的高灵敏液体折射率传感器，包括基底，其特征在于，以及：
2.根据权利要求1所述的带有参考波段的高灵敏液体折射率传感器，包括基底，其特征在于，金属层材质为金属银；隔离层材质为二氧化硅；光栅层材质为单晶硅。
3.根据权利要求1所述的带有参考波段的高灵敏液体折射率传感器，包括基底，其特征在于，光栅周期为600nm-700nm；光栅占空比1：6至9：10。
4.根据权利要求1所述的带有参考波段的高灵敏液体折射率传感器，包括基底，其特征...
【专利技术属性】
技术研发人员：石理平，唐建锋，刘华星，马可昭，耿娇，
申请(专利权)人：西安电子科技大学杭州研究院，
类型：发明
国别省市：
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