基于银-丝蛋白-银结构的柚子型三芯光纤痕量水传感器

作     者：谢永鹏 刘硕 赵霖晚 俎群 Xie Yongpeng;Liu Shuo;Zhao Linwan;Zu Qun

作者机构：河北工业大学电子信息工程学院先进激光技术研究中心天津300401 中国电信股份有限公司河北雄安新区分公司河北雄安新区071000 河北工业大学机械工程学院天津300130 

基　　金：国家自然科学基金项目(12272120) 

出 版 物：《红外与激光工程》 (Infrared and Laser Engineering)

年 卷 期：2023年第52卷第8期

页      码：208-218页

摘      要：有机溶剂中的水杂质强烈影响化学反应的进程。然而,目前检测痕量水的方法仍存在操作复杂、实验试剂毒性高、检测灵敏度低、无法实时监测等不足。为了克服这些缺点,提出了一种在可见光波长范围内银和丝蛋白结合的D型光纤传感器。该传感器利用金属银和丝蛋白作为主要材料,利用二者出色的传感特性,设计了一种可见光波长的光纤传感器,用于高灵敏度有机化合物中的痕量水检测。研究结果总结如下:首先,提出了在可见光波长范围内银和丝蛋白结合的三明治结构,银被用作外部夹层来诱导表面等离子体共振效应。通过理论分析,观察到所提出的D型光纤传感器表面的双层银结构与单层银结构相比,可以诱导强光局部化。在接下来的尺寸选择过程中,对丝蛋白初始厚度、空气孔大小、银光栅的高度、数量、间距和下层银厚度进行了优化,得到了最佳传感结构,对有机物中痕量水的检测灵敏度高达1.39 nm/ppt (1 ppt=10-12),与同类型的痕量水传感器相比具有较大的优势。另外,拟合线的R^(2)大于0.999,达到了预期的效果。

主 题 词：双层金属银膜 丝蛋白 痕量水传感器 表面等离子体共振 

学科分类：070207[070207] 07[理学] 0702[理学-物理学类] 

核心收录：

D　O　I：10.3788/IRLA20230394

馆 藏 号：203123321...