(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210620481.0 (22)申请日 2022.06.02 (71)申请人 南京邮电大 学 地址 210003 江苏省南京市栖霞区文苑路9 号 (72)发明人 施伟华　上官铭宇　 (74)专利代理 机构 南京纵横知识产权代理有限 公司 32224 专利代理师 母秋松 (51)Int.Cl. G01N 21/552(2014.01) G01N 21/01(2006.01) G02B 5/00(2006.01) (54)发明名称 金属纳米粒子增强表面等离子体共振的传 感结构 (57)摘要 本发明公开了一种金属纳米粒子增强表面 等离子体共振的传感结构， 包括： 光子晶体光纤， 光子晶体光纤采用 D型结构设计， 光子晶体光纤 内设置有外层空气孔、 内层空气孔， 最内圈设置 有内层空气孔， 最内圈向外依次设置有多圈外层 空气孔， 相邻圈的相邻空气孔圆心之间的间距为 2μm， 外层空气孔直径是间距的0.75倍； 内层空 气孔直径是外层空气孔直径的0.8倍； 光子晶体 光纤的抛磨面上涂覆金属薄膜， 金属薄膜表面上 修饰有金属纳米粒子， 相邻的金属纳米粒子的间 距为金属纳米粒子直径的3.2倍。 本发明灵敏度 高、 响应速度快、 尺寸小、 易于集成， 在生物分子 检测等领域具有潜在的应用前 景。 权利要求书1页 说明书3页 附图2页 CN 115032177 A 2022.09.09 CN 115032177 A 1.一种金属纳米粒子增强表面等离子体共振的传感结构， 其特征在于： 包括： 光子晶体 光纤， 光子晶体光纤采用D型结构设计， 光子晶体光纤内设置有外层空气孔、 内层空气孔， 最 内圈设置有内层空气孔， 最内圈向外依 次设置有多圈外层空气孔， 相邻圈的相邻空气孔圆 心之间的间距 为2 μm， 外层空气孔直径是间距的0.75倍； 内层空气孔直径是外层空气孔直径 的0.8倍； 光子晶体光纤的抛磨面上涂覆金属薄膜， 金属薄膜表面上修饰有金属纳米粒子， 相邻的金属纳米粒子的间距为金属纳米粒子直径的3.2倍。 2.根据权利要求1所述的金属纳米粒子增强表面等离子体共振的传感结构， 其特征在 于： 所述光子晶体光纤采用二氧化硅材质。 3.根据权利要求1所述的金属纳米粒子增强表面等离子体共振的传感结构， 其特征在 于： 所述金属薄膜采用金 材质， 金属薄膜厚度为 45nm。 4.根据权利要求1所述的金属纳米粒子增强表面等离子体共振的传感结构， 其特征在 于： 所述金属纳米粒子采用球形纳米粒子 。 5.根据权利要求1所述的金属纳米粒子增强表面等离子体共振的传感结构， 其特征在 于： 所述金属纳米粒子采用金 材质， 金属纳米粒子直径为12nm。 6.根据权利要求1所述的金属纳米粒子增强表面等离子体共振的传感结构， 其特征在 于： 一圈内层空气孔外套 有四圈外层空气孔， 每一圈空气孔按六边形 结构进行分布。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115032177 A 2金属纳米粒子增强表面等离 子体共振的传感结构 技术领域 [0001]本发明涉及 一种金属纳米粒子增强表面等离子体共振的传感结构， 属于光学传感 技术领域。 背景技术 [0002]表面等离子体共振 （Surface  Plasmon Resonance， SPR） 是一种存在于金属与电介 质界面的物理光学现象， 即入射到金属与电介质界面的满足特定条件的电磁波与金属表面 等离子波发生共振耦合的现象。 宏观表现为在光谱中出现共振 峰。 当环境折射率发生改变 时， 共振峰会产生一定的偏移， 通过测量偏移量可以实现对环境折射率的检测。 因此SPR常 被应用于传感技 术中。 [0003]SPR传感技术具有免标记、 实时检测以及高灵敏度等优点， 并且能够对生物分子进 行检测， 因此被广泛地应用于医疗诊断、 药物筛 选以及环境检测等领域。 [0004]常见的SPR传感结构可以分为棱镜型、 光栅型以及光纤型传感结构。 其中棱镜型传 感结构由于包含了棱镜系统， 其存在体积 较大， 因而 无法进入较狭小的区域进 行检测， 以及 无法实现集成化和长距离实时动态检测的局限性。 光栅型传感结构则存在易在传输谱中出 现多峰现象， 而使得参考波峰 的选取较为困难的问题。 相比之下， 光纤型传感结构具有体积 小以及易于集成等特点。 但目前基于SPR的光纤型传感结构与生物分子结合率较低， 并且作 为生物传感的灵敏度还有较大 的发展空间， 如何将SPR的光纤型传感结构与生物分子更好 的结合， 是本领域 技术人员急需要解决的技 术问题。 发明内容 [0005]目的： 为了克服现有技术中存在的不足， 本发明提供一种金属纳米粒子增强表面 等离子体共振的传感结构， 通过在金属薄膜表面修饰金属纳米粒子， 利用金属纳米粒子与 金属薄膜之间的场增强效应， 实现传感性能的提升 。 [0006]技术方案： 为 解决上述 技术问题， 本发明采用的技 术方案为： 一种金属纳 米粒子增强表面等离子体共振的传感结构， 包括： 光子晶体光纤， 光子 晶体光纤采用D型结构设计， 光子晶体光纤内设置有外层空气孔、 内层空气孔， 最内圈设置 有内层空气孔， 最内圈向外依 次设置有多圈外层空气孔， 相邻圈的相邻空气孔圆心之间的 间距为2 μm， 外层空气孔直径是间距的0.75倍； 内层空气孔直径是外层空气孔直径的0.8倍； 光子晶体光纤的抛磨面上涂覆金属薄膜， 金属薄膜表面上修饰有金属纳米粒子， 相邻的金 属纳米粒子的间距为金属纳米粒子直径的3.2倍。 [0007]作为优选方案， 所述 光子晶体光纤采用二氧化硅材质。 [0008]作为优选方案， 所述金属薄膜采用金 材质， 金属薄膜厚度为 45nm。 [0009]作为优选方案， 所述金属纳米粒子采用球形纳米粒子 。 [0010]作为优选方案， 所述金属纳米粒子采用金 材质， 金属纳米粒子直径为12nm。 [0011]作为优选方案， 一圈内层空气孔外套有四圈外层空气孔， 每一圈空气孔按六边形说　明　书 1/3 页 3 CN 115032177 A 3