金属化されたコアを用いた2チャンネルファイバー表面プラズモン共鳴センサー

Dual-channel fiber surface plasmon resonance sensor based on a metallized core.

抄録

本研究では，金属化されたコアを用いた新しい2チャンネルのファイバー表面プラズモン共鳴（SPR）センサーを提案する。ポリマーを用いて，金属検出膜でコーティングされたセンサーのクラッド層とコーティング層を復元した。異なるポリマーとセンシングフィルムがダイナミックレンジとセンシング感度に与える影響を調べた後、センサーのパラメータを決定した。UV硬化型接着剤を塗布した銀薄膜と，ポリジメチルシロキサン（PDMS）を塗布した金薄膜を選択し，それぞれの検出感度を1.39nmと1.48nm/°Cにまで最適化して，デュアルチャネルセンサーを構築した。屈折率検出部には20nmの金薄膜を，温度検出部にはPDMSでコーティングした50nmの金薄膜を用いて，精度を向上させた2チャンネルのファイバーSPR温度補償屈折率センサーを構築した。このSPRセンサーは，完全なファイバー構造により，良好な機械的特性と高い実用性を有しており，様々な分野でのリアルタイムの温度計測や温度補償に容易に応用することができる。

We propose a novel dual-channel fiber surface plasmon resonance (SPR) sensor based on a metalized core. Using a polymer, the cladding and coating layer of the sensor coated with a metal sensing film are restored. The parameters of the sensor are determined after studying the influence of different polymers and sensing films on the dynamic range and sensing sensitivity. A silver film coated with UV-curable adhesive and a gold film coated with polydimethylsiloxane (PDMS) with respective sensing sensitivities of up to 1.39 and 1.48 nm/°C are selected after optimization to construct the dual-channel sensor. A dual-channel fiber SPR temperature compensation refractive index sensor with improved accuracy is then constructed with a 20-nm gold film for the refractive index sensing unit and a 50-nm gold film coated with PDMS for the temperature sensing unit. Owing to its complete fiber structure, the SPR sensor has good mechanical properties and high practical value, and it can be easily applied to real-time temperature measurements and temperature compensation in various fields.