专利摘要

本实用新型提供了一种基于SPR的提高温度测量精度的装置，它是为了改善现有的温度测量精度低及实用化等问题。本实用新型包括填充温敏液体甲苯的小孔、金属金层、石墨烯孔、小空气孔、大空气孔、石英基底和完美匹配层；各个空气孔在石英基底上以填充温敏液体甲苯的小孔为中心规则排列；在石英基底外设置完美匹配层，在填充温敏液体甲苯的小孔外包覆金属金层。本实用新型适用于光纤温度传感领域。

权利要求

1.一种基于SPR的提高温度测量精度的装置，其特征在于：它包括填充温敏液体甲苯的小孔(2-1)、金属金层(2-2)、石墨烯孔(2-3)、小空气孔(2-4)、大空气孔(2-5)、石英基底(2-6)和完美匹配层(2-7)；

所述石英基底(2-6)上以填充温敏液体甲苯的小孔(2-1)为中心规则排列有石墨烯孔(2-3)和小空气孔(2-4)，大空气孔(2-5)，石墨烯孔(2-3)和小空气孔(2-4)交叉排列，石墨烯孔(2-3)的直径和小空气孔(2-4)的直径相同；

所述石英基底(2-6)外设置完美匹配层(2-7)，在填充温敏液体甲苯的小孔(2-1)外包覆金属金层(2-2)；

所述填充温敏液体甲苯的小孔(2-1)和金属金层(2-2)构成传感通道，金属金层表面激发的等离子体模与基模在特定的波长范围内达到相位匹配，引发波谱中的一系列共振损耗峰；所述石墨烯孔(2-3)环绕在填充温敏液体甲苯的小孔(2-1)的四周，以降低光能量在该装置内的额外损耗。

2.根据权利要求1所述的一种基于SPR的提高温度测量精度的装置，其特征在于：石墨烯孔(2-3)、小空气孔(2-4)和大空气孔(2-5)中，相邻气孔之间的距离为2.4μm-2.8μm。

3.根据权利要求1所述的一种基于SPR的提高温度测量精度的装置，其特征在于：填充温敏液体甲苯的小孔(2-1)的直径为2.5μm，金属金层(2-2)的厚度为25nm-45nm，石墨烯孔(2-3)和小空气孔(2-4)的直径为1.2μm-1.5μm，大空气孔(2-5)的直径为2.0μm-2.5μm，石英基底(2-6)的折射率为1.41-1.45。

说明书

技术领域

本发明属于光纤传感技术领域，具体涉及一种基于SPR的提高温度测量精度的装置。

背景技术

与传统光学器件相比，微结构光纤具有高双折射，超高非线性，极低的约束损耗，无休止的单模运算等优势。其中，光子晶体光纤(PCF)是最理想的微结构光纤。近年来，具有高双折射和非线性特性的PCF在通信和超连续介质应用中获得广泛的关注。由于PCF的制作工艺复杂，尺寸精度大等困难，无法实现大批量生产加工，只能通过仿真软件对其结构及性质进行研究。基于表面等离子体共振(SurfacePlasmonResonance，SPR)是一种物理光学现象，它由金属材料和电介质的交界面产生。因为共振波长的变化极为敏感，所以可以利用这种变化进行传感，从而使得SPR-PCF结合的传感性能更为良好，进而对基于SPR-PCF的提高温度测量精度的装置的研究具有很大的竞争力。

目前，SPR-PCF传感的相关研究方面，已有方形结构的设计被提出，但并不具有实用性且精度较低。因此，设计一种具有高精度且实用化的基于SPR的温度测量装置就显得尤为重要。

发明内容

本实用新型提供了一种基于SPR的提高温度测量精度的装置，是为了改善现有的温度测量精度低及实用化等问题。

一种基于SPR的提高温度测量精度的装置，其特征在于：它包括填充温敏液体甲苯的小孔(2-1)、金属金层(2-2)、石墨烯孔(2-3)、小空气孔(2-4)、大空气孔(2-5)、石英基底(2-6)和完美匹配层(2-7)；

所述石英基底(2-6)上以填充温敏液体甲苯的小孔(2-1)为中心规则排列有石墨烯孔(2-3)和小空气孔(2-4)，大空气孔(2-5)，石墨烯孔(2-3)和小空气孔(2-4)交叉排列，石墨烯孔(2-3)的直径和小空气孔(2-4)的直径相同；

所述石英基底(2-6)外设置完美匹配层(2-7)，在填充温敏液体甲苯的小孔(2-1)外包覆金属金层(2-2)；

所述填充温敏液体甲苯的小孔(2-1)和金属金层(2-2)构成传感通道，金属金层表面激发的等离子体模与基模在特定的波长范围内达到相位匹配，引发波谱中的一系列共振损耗峰；所述石墨烯孔(2-3)环绕在填充温敏液体甲苯的小孔(2-1)的四周，以降低光能量在该装置内的额外损耗。

石墨烯孔(2-3)、小空气孔(2-4)和大空气孔(2-5)中，相邻气孔之间的距离为2.4μm-2.8μm。

填充温敏液体甲苯的小孔(2-1)的直径为2.5μm，金属金层(2-2)的厚度为25nm-45nm，石墨烯孔(2-3)和小空气孔(2-4)的直径为1.2μm-1.5μm，大空气孔(2-5)的直径为2.0μm-2.5μm，石英基底(2-6)的折射率为1.41-1.45。

本实用新型的有益效果是：将上述的PCF接入测温系统中，由于采用了光子晶体光纤实现温度传感，具有提高温度测量精度的效果。

附图说明

图1为一种基于SPR的提高温度测量精度的装置应用系统示意图。

图2为一种基于SPR的提高温度测量精度的装置结构图。

具体实施方式

以下实施例将结合附图对本实用新型作进一步的说明：

如图2所示，一种基于SPR的提高温度测量精度的装置，其特征在于：它包括填充温敏液体甲苯的小孔(2-1)、金属金层(2-2)、石墨烯孔(2-3)、小空气孔(2-4)、大空气孔(2-5)、石英基底(2-6)和完美匹配层(2-7)；

所述石英基底(2-6)上以填充温敏液体甲苯的小孔(2-1)为中心规则排列有石墨烯孔(2-3)和小空气孔(2-4)，大空气孔(2-5)，石墨烯孔(2-3)和小空气孔(2-4)交叉排列，石墨烯孔(2-3)的直径和小空气孔(2-4)的直径相同；

所述石英基底(2-6)外设置完美匹配层(2-7)，在填充温敏液体甲苯的小孔(2-1)外包覆金属金层(2-2)；

所述填充温敏液体甲苯的小孔(2-1)和金属金层(2-2)构成传感通道，金属金层表面激发的等离子体模与基模在特定的波长范围内达到相位匹配，引发波谱中的一系列共振损耗峰；所述石墨烯孔(2-3)环绕在填充温敏液体甲苯的小孔(2-1)的四周，以降低光能量在该装置内的额外损耗。

进一步的，石墨烯孔(2-3)、小空气孔(2-4)和大空气孔(2-5)中，相邻气孔之间的距离为2.4μm-2.8μm。

进一步的，填充温敏液体甲苯的小孔(2-1)的直径为2.5μm，金属金层(2-2)的厚度为25nm-45nm，石墨烯孔(2-3)和小空气孔(2-4)的直径为1.2μm-1.5μm，大空气孔(2-5)的直径为2.0μm-2.5μm，石英基底(2-6)的折射率为1.41-1.45。

工作原理：如图1所示，ASE光源(1)连接PCF(2)进入光谱仪(3)中。由于填充温敏液体甲苯的折射率随温度变化，SPR模式和基模的模式均发生变化，通过监测共振波长和波谱的峰值功率，可以实现高灵敏度、实时性的温度探测。

一种基于SPR的提高温度测量精度的装置专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。