[发明专利]一种表面等离子体共振传感器

权利要求书

1.一种表面等离子体共振传感器，其特征是，包括耦合棱镜、高折射率的介质层、金属薄膜层和石墨烯层；所述耦合棱镜与所述介质层之间为空气填充层；所述介质层位于所述金属薄膜层的上下两侧，位于所述金属薄膜层下侧的介质层与所述空气填充层相邻；所述石墨烯层位于所述金属薄膜层上侧的介质层的上方。

2.根据权利要求1所述的一种表面等离子体共振传感器，其特征是，所述空气填充层的厚度为10～50nm，所述空气填充层与耦合棱镜之间设有垫圈；所述金属薄膜层与其下方的介质层之间设置垫圈。

3.根据权利要求2所述的一种表面等离子体共振传感器，其特征是，所述空气填充层的厚度为35nm。

4.根据权利要求1所述的一种表面等离子体共振传感器，其特征是，所述金属薄膜层的厚度为5～100nm，所述介质层的层数为1～10层。

5.根据权利要求4所述的一种表面等离子体共振传感器，其特征是，所述金属薄膜层的厚度为36nm；所述介质层的层数为7层，其每层厚度为0.80nm。

6.根据权利要求1所述的一种表面等离子体共振传感器，其特征是，所述耦合棱镜采用BK7玻璃的半球形棱镜，所述耦合棱镜的折射率必须大于等于待测物的折射率。

7.根据权利要求1所述的一种表面等离子体共振传感器，其特征是，所述介质层为二硫化钨(WS2)高折射率的介质层，激发金属薄膜层表面的等离子体波，所述金属薄膜层为铝薄膜层。

8.根据权利要求1所述的一种表面等离子体共振传感器，其特征是，传感器不同角度下的反射率通过公式(1)～(6)计算得到；

R_p＝|r_p|² (6)

其中，M为N层结构的特征转移矩阵；M₁₁、M₁₂、M₂₁和M₂₂为矩阵M的4个元素；ε_k和d_k分别为第k层的介电常数和厚度；θ₁和n₁分别代表了耦合棱镜的折射率和耦合棱镜底部的入射角度；λ和r_p分别为入射的p-偏振光的波长和总反射系数；q₁和q_N分别对应第1层的耦合棱镜和第N层的待测物；R_p为入射的偏振光的反射率。