DE102009035578B3 - Fiber-optic surface plasmon resonance sensor for determining refractive indices of fiber-adjacent media - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen faseroptischen Oberflächenplasmonen-Resonanz-Sensor zur Bestimmung von Brechzahlen faserangrenzender Medien nach Patent 10 2008 046 320, enthaltend mindestens eine als optischer Wellenleiter eingesetzte Singlemode-Faser (3), eine Lichtquelle (4) und einen Detektor (5), die sich im Einstrahlungs- und Ausstrahlungsbereich (26) der Singlemode-Faser (3) befinden, wobei zwischen Faser (3) und Lichtquelle (4)/Detektor (5) ein Faserkoppler (24) oder Zirkulator (28) gespleißt angeordnet ist und wobei das Licht an dem der Lichtquelle (4) zugewandten Eingangsbereich (6) in die Faser (3) eintritt und die Faser (3) einen dem Eingangsbereich (6) entgegengesetzt gerichtet ausgebildeten Endbereich (7) aufweist, und weitere folgende Funktionselemente
- ein im Kernbereich (8) der optischen Faser (3) eingeschriebenes langperiodisches Bragg-Gitter (9) - LPG - zur Kopplung der Eingangs-Kernmode (10) in eine ausgewählte Mantelmode (11),
- eine die Oberfläche (25) des Mantels (12) der Faser (3) rundum umgebende dünne Mantelmetallschicht (13), an der die ausgewählte Mantelmode (11) eine Oberflächenplasmonenwelle (14) angeregt und die zur Einkopplung der Mantelmode (11) angeordnet ist, und
wobei die verbleibende optische Leistung (Iopt) in der Ausgangs-Kernmode (15) dem Detektor (5) zur Messung und Auswertung gemäß einer funktionalen Abhängigkeit Iopt = f (nA,λ) zugeführt wird,
wobei der Endbereich (7) sowohl rundum um den Fasermantel (12) mit einer ...The invention relates to a fiber optic surface plasmon resonance sensor for determining refractive indices of fiber-adjacent media according to patent 10 2008 046 320, comprising at least one optical waveguide used singlemode fiber (3), a light source (4) and a detector (5) are in the radiation and Ausstrahlungsbereich (26) of the single-mode fiber (3), wherein between fiber (3) and light source (4) / detector (5) a fiber coupler (24) or circulator (28) is spliced and wherein the Light at the light source (4) facing the input region (6) enters the fiber (3) and the fiber (3) has a the input portion (6) directed opposite end portion (7), and further functional elements
a long-period Bragg grating (9) - LPG inscribed in the core region (8) of the optical fiber (3) - for coupling the input core mode (10) into a selected cladding mode (11),
a thin cladding metal layer (13) surrounding the surface (25) of the cladding (12) of the fiber (3), at which the selected cladding mode (11) excites a surface plasmon wave (14) and which is arranged to couple the cladding mode (11) , and
wherein the remaining optical power (I opt ) in the output core mode (15) is supplied to the detector (5) for measurement and evaluation according to a functional dependence I opt = f (n A , λ),
wherein the end region (7) both around the fiber cladding (12) with a ...
Description
Die Erfindung betrifft einen faseroptischen Oberflächenplasmonen-Resonanz-Sensor zur Bestimmung von Brechzahlen faserangrenzender Medien nach Patent 10 2008 046 320.The invention relates to a fiber optic surface plasmon resonance sensor for determining refractive indices of fiber-limiting media according to
In der
- – ein im
Kernbereich 8 der Faser3 eingeschriebenes langperiodisches Bragg-Gitter 9 – LPG – zur Kopplung einer Eingangs-Kernmode 10 in eineausgewählte Mantelmode 11 , - – ein kurzperiodisches Faser-Bragg-
Gitter 27 – FBG – zur Reflexion der ausgangsseitigen Mantelmode, - – eine den
Mantel 12 der Singlemode-Faser3 rundum umgebendedünne Metallschicht 13 , an der dieausgewählte Mantelmode 11 eineOberflächenplasmonenwelle 14 anregt und die zwischen dem langperiodischen Bragg-Gitter 9 und dem kurzperiodischen Faser-Bragg-Gitter 27 angeordnet ist, wobei das dem ersten langperiodischen Bragg-Gitter 9 zugeordnete kurzperiodische Faser-Bragg-Gitter 27 dieOberflächenplasmonenwellen 14 anregende Mantelmode 11 in ihrer Strahlrichtung umkehrt und diereflektierte Mantelmode 18 über daslangperiodische Gitter 9 in die Ausgangs-Kernmode 15 rückkoppelt, und - – wobei die verbleibende optische Leistung Iopt in der Ausgangs-
Kernmode 15 demDetektor 5 zur Messung und Auswertung gemäß einer funktionalen Abhängigkeit Iopt = f(nA, λ) zugeführt wird,
- - one in the core area
8th the fiber3 inscribed long period Bragg grating9 - LPG - for coupling aninput core mode 10 in a selectedcoat mode 11 . - A short-period fiber Bragg grating
27 - FBG - for reflection of the output-side cladding mode, - - one the
coat 12 the singlemode fiber3 surroundingthin metal layer 13 at which the selected coat mode11 asurface plasma wave 14 excites and that between the long period Bragg grating9 and the short period fiber Bragggrating 27 is arranged, wherein the first long-period Bragg grating9 associated short-period fiber Bragggratings 27 thesurface plasma waves 14 stimulatingcoat mode 11 reversed in their beam direction and the reflectedcladding mode 18 over thelong period grid 9 in theoutput core mode 15 returns, and - - Where the remaining optical power I opt in the
output core mode 15 thedetector 5 for measurement and evaluation according to a functional dependence I opt = f (n A , λ) is supplied,
Die Perioden des kurzperiodischen Faser-Bragg-Gitters
Die den Mantel
Die Lichtquelle
Der Oberflächenplasmonen-Resonanz-Sensor
Die Lichtquelle
An der Grenzfläche der dünnen Metallschicht
Auf der dünnen Metallschicht
Die dünne intermediale Schicht
Das als Reflektor dienende kurzperiodische Faser-Bragg-Gitter
Das Problem der reflektiven Anordnung der eingesetzten Bragg-Gitter
Moderne Biosensoren erfordern nicht nur einen hohe Empfindlichkeit und Selektivität, sondern auch geringe Kosten. Glasfasern, die in der Telekommunikation eingesetzt werden, sind für solche Aufgaben wegen ihrer kleinen Größe, der chemischen und biologischen Kompatibilität und ihrer elektromagnetischen Toleranz geeignet. Modern biosensors not only require high sensitivity and selectivity, but also low costs. Glass fibers used in telecommunications are suitable for such tasks because of their small size, chemical and biological compatibility and their electromagnetic tolerance.
Die Bewertung der Oberflächenplasmonenwellen stellt ein bereits eingesetztes Verfahren für die selektive Detektion von kleinen Konzentrationen von biochemischen Agenzien dar, wie in der Druckschrift Homola et al.: Surface plasmon resonance sensors: review, Sensors and Actuators, B54, 1999, S. 3–15 beschrieben ist.The evaluation of surface plasmone waves represents an already used method for the selective detection of small concentrations of biochemical agents, as in the publication Homola et al .: Surface plasmon resonance sensors: review, Sensors and Actuators, B54, 1999, pp. 3-15 is described.
Ein Problem besteht darin, dass das evaneszente Feld des Lichtes, das im Fasermantel geführt wird, potenziell nicht fähig ist, Oberflächenplasmonenwellen an einer dünnen Metallschicht anzuregen, da die optische Leistung sich normalerweise innerhalb des Faserkerns ausbreitet. Wird die Faserummantelung vor der Metallisierung beseitigt, entstehen offensichtlich Stabilitätsprobleme.One problem is that the evanescent field of light guided in the fiber cladding is potentially unable to excite surface plasma waves on a thin metal layer, since the optical power normally propagates within the fiber core. If the fiber cladding is removed before metallization, obviously stability problems arise.
Multimode-Fasern mit einem Kerndurchmesser von über 1000 μm werden benutzt, um die mechanische Stabilität aufrechtzuerhalten, wie in der Druckschrift Obando et al.: Manufacture of robust surface plasmon resonance fiber optic based dip-grobes, Sensors and Actuators, B100, 2004, S. 439–449 beschrieben ist. Nichtsdestoweniger, die erforderliche Empfindlichkeit des Sensors ist nur erreichbar durch die Anregung mit einer Singlemode-Faser. Der Kerndurchmesser der genutzten Singlemode-Fasern ist zwar geringer als 10 μm und versagt, um die Sensorstabilitäts-Anforderungen für das Feld zu erfüllen, wie in der Druckschrift Chiu et al.: Optimum sensitivity of single-mode D-type optical fiber sensor in the intensity measurement, Sensors and Actuators, B123, 2007, S. 1120–1124 beschrieben ist.Multimode fibers with a core diameter greater than 1000 μm are used to maintain mechanical stability, as described in the Obando et al.: Manufacture of Robust Surface Plasmon Resonance on Optic Based Dip-Coarse, Sensors and Actuators, B100, 2004, p 439-449. Nevertheless, the required sensitivity of the sensor is only achievable by excitation with a singlemode fiber. While the core diameter of the singlemode fibers used is less than 10 microns and fails to meet the sensor stability requirements for the field, as described in the Chiu et al .: Optimum sensitivity of single-mode D-type optical fiber sensor in the intensity measurement, Sensors and Actuators, B123, 2007, pp. 1120-1124.
Andererseits ist das langperiodische Bragg-Gitter zum bidirektionalen Koppeln mit der ausgewählten Mantelmode fähig, wie in der Druckschrift Othonos et al.: Fiber Bragg Gratings, Artech House Inc., 1999, S. 142–143 beschrieben ist.On the other hand, the long period Bragg grating is capable of bidirectional coupling with the selected cladding mode, as described in Othonos et al .: Fiber Bragg Gratings, Artech House Inc., 1999, pp. 142-143.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen faseroptischen Oberflächenplasmonen-Resonanz-Sensor zur Bestimmung von Brechzahlen nA faserangrenzender Medien anzugeben, der derart geeignet ausgebildet ist, dass der Aufwand zu seiner Herstellung wesentlich verringert wird. Außerdem soll trotz der Stabilitätsprobleme eine Möglichkeit gefunden werden, im Bereich zwischen der Faser und dem mit ihr im Kontakt stehenden Medium eine Verbesserung der Stabilität herbeizuführen.The invention is therefore based on the object of specifying a fiber optic surface plasmon resonance sensor for determining refractive indices n A of fiber-adjacent media, which is designed so that the expense for its production is substantially reduced. In addition, despite the stability problems, a way should be found to bring about an improvement in stability in the region between the fiber and the medium in contact with it.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale der Patentansprüche 1 und 11 gelöst. Der faseroptische Oberflächenplasmonen-Resonanz-Sensor zur Bestimmung von Brechzahlen nA faserangrenzender Medien
enthält gemäß Patent 10 2008 046 3205
mindestens eine als optischer Wellenleiter eingesetzte Singlemode-Faser, eine Lichtquelle und einen Detektor, die sich im Einstrahlungs- und Ausstrahlungsbereich der Singlemode-Faser befinden, wobei zwischen Faser und Lichtquelle/Detektor ein Faserkoppler oder Zirkulator gespleißt angeordnet ist und wobei das Licht an dem der Lichtquelle zugewandten Eingangsbereich in die Faser eintritt und die Faser einen dem Eingangsbereich entgegengesetzt gerichtet ausgebildeten Endbereich aufweist,
sowie weitere folgende Funktionseinheiten:
- – ein im Kernbereich der optischer Faser eingeschriebenes langperiodisches Bragg-Gitter zur Kopplung der Eingangs-Kernmode in eine ausgewählte Mantelmode,
- – eine den Mantel der Faser rundum umgebende dünne Mantelmetallschicht, an der die ausgewählte Mantelmode eine Oberflächenplasmonenwelle anregt und die zur Einkopplung der Mantelmode und zur Auskopplung der den Bereich der Mantelmetallschicht verlassenden Mantelmode angeordnet ist,
wobei gemäß dem Kennzeichenteil des
der Endbereich sowohl rundum um den Fasermantel mit einer Mantelmetallschicht als auch stirnendseitig mit einer Metalldünnschicht belegt ist,
wobei von der Metalldünnschicht aus für die eingekoppelte Mantelmode und im Endbereich verlaufende Mantelmode ein reflektiver Strahlengang mit einer im Endbereich reflektierten Mantelmode und einer den Endbereich verlassenden Mantelmode erzeugt wird und
wobei dasselbe langperiodische Bragg-Gitter im reflektiven Strahlengang zur Kopplung der den Endbereich verlassenden Mantelmode in eine Ausgangs-Kernmode dient, die vom Detektor registriert wird.The object is solved by the features of claims 1 and 11. The fiber optic surface plasmon resonance sensor for determining refractive indices n A of fiber-adjacent media
contains according to
at least one used as an optical waveguide singlemode fiber, a light source and a detector, which are located in the irradiation and Ausstrahlungsbereich the singlemode fiber, wherein between fiber and light source / detector, a fiber coupler or circulator spliced and wherein the light at the Light source facing entrance area enters the fiber and the fiber has a the input area oppositely directed end region,
as well as further following functional units:
- A long-period Bragg grating inscribed in the core region of the optical fiber for coupling the input core mode into a selected cladding mode,
- A thin cladding metal layer surrounding the cladding of the fiber around which the selected cladding mode excites a surface plasmon wave and which is arranged to couple the cladding mode and to decouple the cladding mode leaving the cladding metal layer region,
wherein according to the characterizing part of
the end area is coated all around the fiber cladding with a cladding metal layer as well as at the ends with a metal thin layer,
wherein a reflective beam path with a cladding mode reflected in the end region and a cladding mode leaving the end region is produced from the metal thin layer for the coupled cladding mode and in the end cladding region, and
the same long period Bragg grating serving in the reflective beam path for coupling the cladding mode leaving the end cladding to an output core mode registered by the detector.
Die im Endbereich die Oberfläche des Fasermantels rundum umgebende Mantelmetallschicht und die stirnendseitig angebrachte Metalldünnschicht können eine verbindende Einheitsmetallschicht darstellen. The cladding metal layer surrounding the surface of the fiber cladding in the end region and the metal thin layer attached to the end face may constitute a connecting unit metal layer.
Eine intermediale Schicht kann auf der die Faser rundum umgebenden Mantelmetallschicht aufgebracht sein.An intermediate layer may be applied to the cladding metal layer surrounding the fiber.
Die Metallisierung der endseitigen Stirnfläche des Endbereiches und des Fasermantels des Endbereiches kann in einem Prozessschritt erfolgen.The metallization of the end-side end face of the end region and the fiber cladding of the end region can take place in one process step.
Die stirnseitige Metalldünnschicht kann eine Schichtdicke von mindestens 50 nm aufweisen.The end-face metal thin layer may have a layer thickness of at least 50 nm.
Die den Fasermantel rundum umgebende Mantelmetallschicht kann eine Länge parallel zur Faserachse aufweisen, die mindestens im einstelligen Millimeterbereich liegt.The cladding metal layer surrounding the fiber cladding may have a length parallel to the fiber axis which is at least in the single-digit millimeter range.
Das langperiodische Bragg-Gitter weist eine Periode A auf, die mechanisch abstimmbar ist.The long period Bragg grating has a period A which is mechanically tunable.
Als Lichtquelle kann eine Laserdiode und als Detektor kann eine Photodiode vorgesehen sein.The light source may be a laser diode and a photodiode may be provided as the detector.
Die dünne intermediale Schicht kann eine hohe Brechzahl zur Anpassung an den niedrigen Brechzahlbereich nA des faserangrenzenden Mediums aufweisen.The thin intermediate layer may have a high refractive index to match the low refractive index region n A of the fiber-adjacent medium.
Die intermediale Schicht kann mindestens eine biofunktionale Schicht zur Untersuchung von biotechnologischen Vorgängen aufweisen, wobei die biofunktionale Schicht selektiv einen umgebenden biochemischen Stoff an sich bindet und so eine Änderung der Brechzahl nA des faserangrenzenden Mediums zur Messung und Auswertung herbeiführt.The intermediate layer may comprise at least one biofunctional layer for examining biotechnological processes, wherein the biofunctional layer selectively binds a surrounding biochemical substance per se and thus brings about a change in the refractive index n A of the fiber-limiting medium for measurement and evaluation.
Die Vorteile dieses Sensors bestehen darin:
Die Erfindung kann einen neuen faseroptischen Biosensor darstellen, der für die Ausmessung von miniaturisierten Systemen vorgesehen ist.The advantages of this sensor are:
The invention may represent a novel fiber optic biosensor designed for miniaturized systems.
Der Sensor enthält ein langperiodisches Faser-Bragg-Gitter (LPG) im Kernbereich einer Singlemode-Faser zur Anregung von Oberflächenpläsmonen-Resonanz-Wellen, die empfindlich auf den molekularen Bindungsprozess auf der Sensoroberfläche reagieren.The sensor incorporates a long-period Fiber Bragg Grating (LPG) in the core region of a singlemode fiber to excite surface plasmon resonance waves that are sensitive to the molecular bonding process on the sensor surface.
Ein zweiter erfindungsgemäßer faseroptischer Oberflächenplasmonen-Resonanz-Sensor zur Bestimmung von Brechzahlen nA von faserangrenzenden Medien gemäß Patent 10 2008 046 320 enthält
eine als optischer Wellenleiter eingesetzte Singlemode-Faser,
eine Lichtquelle und einen Detektor, die sich im Einstrahlungs- und Ausstrahlungsbereich der Singlemode-Faser befinden,
wobei zwischen Faser und Lichtquelle/Detektor ein Faserkoppler oder Zirkulator gespleißt angeordnet ist und wobei das Licht an dem der Lichtquelle zugewandten Eingangsbereich in die Faser eintritt und die Faser einen dem Eingangsbereich entgegengesetzt gerichtet ausgebildeten Endbereich aufweist,
und weitere Funktionselemente
- – ein im Kernbereich der optischen Faser eingeschriebenes langperiodisches Bragg-Gitter – LPG – zur Kopplung der Eingangs-Kernmode in eine ausgewählte Mantelmode,
- – eine die Oberfläche des Mantels der Faser rundum umgebende dünne Mantelmetallschicht, an der die ausgewählte Mantelmode eine Oberflächenplasmonenwelle anregt und die zur Einkopplung der Mantelmode angeordnet ist, und
wobei gemäß dem Kennzeichenteil des Patentanspruchs 11
die Lichtquelle mehrere Einzellichtquellen zur Einspeisung von Licht unterschiedlicher Arbeitslängenwellen λ1, λ2, λ3 in den Faserkoppler und nachfolgend in die Faser aufweist, wobei am langperiodischen Bragg-Gitter mit der Gitterperiode Λ1 aus der Eingangs-Kernmode LP01(λ1, λ2, λ3) die Mantelmode LP0m(λ1), LP0m+i(λ2), LP0m+k(λ3) entstehen,
wobei der Endbereich sowohl rundum um den Fasermantel mit einer Mantelmetallschicht als auch stirnendseitig mit einer Metalldünnschicht belegt ist,
wobei die Mantelmetallschicht des Endbereiches einen in Richtung zum langperiodischen Bragg-Gitter verlängerten Endbereich aufweist, zu dem auf dem Fasermantel aufgebrachte Metall-Bragg-Gitter mit jeweils einer zur Gitterperiode Λ1 des langperiodischen Bragg-Gitters unterschiedlichen Gitterperiode Λ2, Λ3 gehören,
wobei aus dem Eingangs-Kernmode LP01(λ1, λ2, λ3) bei Durchlauf des langperiodischen Bragg-Gitters die wellenlängenabhängigen Mantelmode LP0m(λ1), LP0m+i(λ2), LP0m+k(λ3) sowie bei Durchlauf des verlängerten Endbereichs und des Endbereiches unterschiedliche wellenlängenabhängige, reflektierte Oberflächenplasmonenwellenlängen SPR(λ1), SPR(λ2), SPR(λ3) entstehen, die als wellenlängenabhängige modifizierte Mantelmode LP0m(λ1), LP0m+i(λ2), LP0m+k(λ3) das langperiodische Bragg-Gitter reflektiv durchlaufen und nach Auskopplung in die Ausgangs-Kernmode durch eine Referenz-Messung mittels des Detektors einer wellenlängenabhängigen Auswertung zugeführt werden.A second inventive fiber-optic surface plasmon resonance sensor for determining refractive indices n A of fiber-limiting media according to
a singlemode fiber used as an optical waveguide,
a light source and a detector located in the irradiation and radiation area of the singlemode fiber,
wherein a fiber coupler or circulator is spliced between the fiber and the light source / detector and wherein the light enters the fiber at the input region facing the light source and the fiber has an end region oppositely directed to the input region,
and more functional elements
- A long-period Bragg grating - LPG inscribed in the core region of the optical fiber - for coupling the input core mode into a selected cladding mode,
- A thin clad metal layer surrounding the surface of the cladding of the fiber, at which the selected cladding mode excites a surface plasmon wave and which is arranged to couple the cladding mode, and
wherein according to the characterizing part of
the light source has a plurality of individual light sources for feeding light of different working wavelengths λ 1 , λ 2 , λ 3 into the fiber coupler and subsequently into the fiber, the long period Bragg grating having the grating period Λ 1 from the input core mode LP 01 (λ 1 , λ 2 , λ 3 ), the cladding mode LP 0m (λ 1 ), LP 0m + i (λ 2 ), LP 0m + k (λ 3 ) arise,
wherein the end region is coated all around the fiber cladding with a cladding metal layer as well as at the front end with a metal thin layer,
wherein the cladding metal layer of the end region has an end region which is elongated in the direction of the long-period Bragg grating, to which metal Bragg gratings applied on the fiber cladding each having a grating period Λ 2 , Λ 3 different from the grating period Λ 1 of the long-period Bragg grating,
wherein from the input core mode LP 01 (λ 1 , λ 2 , λ 3 ) during passage of the long-period Bragg grating, the wavelength-dependent cladding mode LP 0m (λ 1 ), LP 0m + i (λ 2 ), LP 0m + k (λ 3 ) as well as when passing through the extended end region and the end region, different wavelength-dependent, reflected surface plasmone wavelengths SPR (λ 1 ), SPR (λ 2 ), SPR (λ 3 ) arise, which are wavelength-dependent modified cladding modes LP 0m (λ 1 ), LP0 m + i (λ 2 ), LP 0m + k (λ 3 ) through the long-period Bragg grating and, after decoupling into the output core mode, by a reference measurement by means of the detector to a wavelength-dependent evaluation.
Dem Detektor wird zur Messung und Auswertung die optischen Leistung Iopt = f(nA, λ) gemäß der funktionalen wellenlängenabhängigen Abhängigkeit zugeführt.For the purpose of measurement and evaluation, the optical power I opt = f (n A , λ) is supplied to the detector according to the functional wavelength-dependent dependence.
Zur wellenlängenabhängigen Auswertung können als Detektor ein optischer Spektralanalysator vorgesehen und/oder den Wellenlängen λ1, λ2, λ3 zugeordnete Filter vor die als Detektor vorgesehene Photodiode geschaltet sein.For the wavelength-dependent evaluation, an optical spectral analyzer can be provided as the detector and / or filters associated with the wavelengths λ 1 , λ 2 , λ 3 can be connected in front of the photodiode provided as the detector.
Eine Referenzierung der SPR-Signale kann somit auf ein und derselben Faser erfolgen.Referencing of the SPR signals can thus take place on one and the same fiber.
Das faserangrenzende Medium kann aus einer einzelnen Komponente oder aus mehreren Komponenten biologischen oder chemischen Materials bestehen.The fiber-adjacent medium may consist of a single component or of several components of biological or chemical material.
Eine partielle laterale Strukturierung des Schichtaufbaus der den Fasermantel rundum umgebenden Mantelmetallschicht einschließlich der Metall-Bragg-Gitter – MBG – mit unterschiedlichen Perioden Λ2, Λ3 mit einer Länge von etwa 10 μm–300 μm und dessen selektiver Beschichtung mit biologischen Sondenmolekülen als intermediale Schicht sind ausgebildet.Partial lateral structuring of the layer structure of the cladding metal layer surrounding the cladding including the metal Bragg gratings - MBG - with different periods Λ 2 , Λ 3 with a length of about 10 μm-300 μm and its selective coating with biological probe molecules as an intermediate layer are trained.
Die Arbeitswellenlängen λ2, λ3 können nur an dem entsprechenden Metall-Bragg-Gitter jeweils eine Oberflächenplasmonenwelle SPR(λ2), SPR(λ3) auslösen.The operating wavelengths λ 2 , λ 3 can trigger a surface plasmon wave SPR (λ 2 ), SPR (λ 3 ) only at the corresponding metal Bragg grating.
Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in weiteren Unteransprüchen angegeben.Further developments and advantageous embodiments of the invention are specified in further subclaims.
Die Erfindung wird an zwei Ausführungsbeispielen anhand von Zeichnungen näher erläutert:
Es zeigen:The invention will be explained in more detail with reference to drawings, in which:
Show it:
zeigen, und
show, and
In
enthält
eine als optischer Wellenleiter eingesetzte Singlemode-Faser
eine Lichtquelle
wobei zwischen Faser
weitere folgende Funktionselemente
- –
ein im Kernbereich 8 der optischen Faser3 eingeschriebenes langperiodisches Bragg-Gitter 9 – LPG – zur Kopplung der Eingangs-Kernmode 10 ineine ausgewählte Mantelmode 11 , - – eine die
Oberfläche 25 des Mantels 12 der Faser3 rundum umgebende dünne Mantelmetallschicht13 , an der die ausgewählte Mantelmode11 eine Oberflächenplasmonenwelle 14 anregt und die zur Einkopplung der Mantelmode11 angeordnet ist,
contains
a singlemode fiber used as an optical waveguide
a
being between fiber
Further following functional elements
- - one in the core area
8th the optical fiber3 inscribed long period Bragg grating9 - LPG - for coupling theinput core mode 10 in a selectedcoat mode 11 . - - one the
surface 25 of thecoat 12 the fiber3 all around surrounding thincladding metal layer 13 at which the selected coat mode11 asurface plasma wave 14 excites and the coupling of thecladding mode 11 is arranged
Erfindungsgemäß ist der Endbereich
wobei von der Metalldünnschicht
wobei dasselbe langperiodische Bragg-Gitter
being from the metal
the same long-period Bragg grating
Die im Endbereich
Eine intermediale Schicht
Die Metallisierung der endseitigen Stirnfläche
Die stirnseitige Metalldünnschicht
Die den Fasermantel
Es kann ein langperiodisches Bragg-Gitter
Die Lichtquelle
Die dünne intermediale Schichten
Die intermediale Schicht
In
Um einen empfindlichen Sensor
Der indirekte Messgeber ist die verbleibende optische Leistung Iopt, die durch das metallisierte Faserende
Eine einfache Laserdiode
Die optische Leistung Iopt wird durch die verlustlose Kernmode LP01 übertragen.The optical power I opt is transmitted through the lossless core mode LP 01 .
Der Endbereich
Die in
Die dargestellten Simulationsergebnisse betreffen die Arbeitswellenlänge und deren Einfluss auf die Sensorempfindlichkeit und auf die LPG-Parameter.The simulation results presented concern the working wavelength and its influence on the sensor sensitivity and on the LPG parameters.
Der erfindungsgemäße Sensor
- – Durch die Anregung der Oberflächenplasmonen-Resonanz mit einer einzelnen Fasermode kann eine hohe Empfindlichkeit erreicht werden.
- – Durch die zylindrische Faserform arbeitet der
Sensor 1 unabhängig von der Polarisation des in der Faser3 geführten Lichts und gewährleistet so eine hohe Effizienz und Störresistenz. - – Da die übertragene optische Leistung bei einer diskreten Arbeitswellenlänge ausgewertet werden kann, wird eine teuere und raumgreifende Auswertung durch ein Spektrometer vermieden.
- – Die reflektive Anordnung kann einen einfachen Messaufbau bewerkstelligen.
Der Sensor 1 kann so direkt in das zu untersuchende faserangrenzendeMedium 2 eingeführt werden, wodurch der Einsatz von mikrofluidischen Komponenten vollständig eliminiert werden kann. - – Es wird ein Betrieb im infraroten Spektralbereich bei 1550 nm durchgeführt. Dadurch kann nicht nur eine hohe Empfindlichkeit, sondern auch die Kompatibilität zu robusten optischen Komponenten aus der Nachrichtentechnik erreicht werden.
- By exciting surface plasmon resonance with a single fiber mode, high sensitivity can be achieved.
- - Due to the cylindrical fiber shape of the sensor works
1 regardless of the polarization of the fiber3 guided light and thus ensures high efficiency and interference resistance. - - Since the transmitted optical power can be evaluated at a discrete operating wavelength, an expensive and expansive evaluation by a spectrometer is avoided.
- - The reflective arrangement can accomplish a simple measurement setup. The
sensor 1 can thus directly into the fiber-adjacent medium to be examined2 introduced, whereby the use of microfluidic components can be completely eliminated. - - It is operated in the infrared spectral range at 1550 nm. As a result, not only a high sensitivity, but also the compatibility with robust optical components from telecommunications can be achieved.
Um die Abhängigkeit des erfindungsgemäßen Sensors
In
Es konnte gezeigt werden, dass eine Oberflächenplasmonenwelle in einem breiten Spektralbereich durch eine zylindersymmetrische Mantelmode angeregt werden kann. An vier beispielhaften Arbeitswellenlängen λ sind die Periode A nach Gleichung (II) mit
Um die Empfindlichkeit des Sensor
In
Der zweite faseroptische Oberflächenplasmonen-Resonanz-Sensor
enthält
eine als optischer Wellenleiter eingesetzte Singlemode-Faser
eine Lichtquelle
wobei zwischen Faser
und weitere folgende Funktionselemente
- –
ein im Kernbereich 8 der optischen Faser3 eingeschriebenes langperiodisches Bragg-Gitter 9 – LPG – zur Kopplung der Eingangs-Kernmode 10 ineine ausgewählte Mantelmode 11 , - – eine die
Oberfläche 25 des Mantels 12 der Faser3 rundum umgebende dünne Mantelmetallschicht13 , an der die ausgewählte Mantelmode11 eine Oberflächenplasmonenwelle 14 anregt und die zur Einkopplung der Mantelmode11 angeordnet ist,
contains
a singlemode fiber used as an optical waveguide
a
being between fiber
and further following functional elements
- - one in the core area
8th the optical fiber3 inscribed long period Bragg grating9 - LPG - for coupling theinput core mode 10 in a selectedcoat mode 11 . - - one the
surface 25 of thecoat 12 the fiber3 all around surrounding thincladding metal layer 13 at which the selected coat mode11 asurface plasma wave 14 excites and the coupling of thecladding mode 11 is arranged
Erfidungsgemäß weist die Lichtquelle
wobei der Endbereich
wobei die Mantelmetallschicht
wobei aus dem Eingangs-Kernmode LP01(λ1, λ2, λ3) bei Durchlauf des langperiodischen Bragg-Gitters
the
wherein the
wherein from the input core mode LP 01 (λ 1 , λ 2 , λ 3 ) during passage of the long-period Bragg grating
Dem Detektor
Zur wellenlängenabhängigen Auswertung können als Detektor
Damit erfolgt eine Referenzierung der Oberflächenplasmonen-Resonanz-Signale auf ein und derselben Faser
Das stellt einen großen Vorteil bezüglich der angeschlossenen Messelektronik und Auswerteelektronik und des minimal benötigten Probenvolumens des faserangrenzenden Mediums
Mit dem Wellenlängen-Multiplex können mehrere Einzellichtquellen
Erforderlich dafür ist es, dass eine partielle laterale Strukturierung des Schichtaufbaus der den Fasermantel 12 rundum umgebenden Mantelmetallschicht
Dabei können die Arbeitswellenlängen λ2, λ3 nur an dem entsprechenden Metall-Bragg-Gitter
Damit können verschiedene biologische Sondenmoleküle als mehrere Komponenten einem Ort, z. B. einem Flüssigkeitsgemisch in einem Behälter
Die Funktionsweise wird im Folgenden erläutert:
Durch das langperiodische Bragg-Gitter
Through the long-period Bragg grating
Durch die partielle Bragg-Gitter-Strukturierung der Mantelmetallschicht
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- erster Oberflächenplasmonen-Resonanz-Sensorfirst surface plasmon resonance sensor
- 22
- faserangrenzendes Mediumfiber-adjacent medium
- 33
- Faserfiber
- 44
- Lichtquellelight source
- 4141
- erste Einzellichtquellefirst single light source
- 4242
- zweite Einzellichtquellesecond single light source
- 4343
- dritte Einzellichtquellethird single light source
- 55
- Detektordetector
- 66
- Eingangsbereichentrance area
- 77
- Endbereichend
- 7171
- verlängerter Endbereichextended end area
- 88th
- Kernbereichcore area
- 99
- langperiodisches Bragg-Gitter – LPG –long-period Bragg grating - LPG -
- 1010
- Eingangs-KernmodeInput core mode
- 1111
- eintretende erste Mantelmodeentering first coat mode
- 1212
- Fasermantelfiber cladding
- 1313
- MantelmetallschichtCoat metal layer
- 131131
- erste strukturierte Mantelmetallschichtfirst structured cladding metal layer
- 132132
- zweite strukturierte Mantelmetallschichtsecond structured cladding metal layer
- 1414
- Oberflächenplasmonenwelle – SPW –Surface Plasmon Wave - SPW -
- 1515
- Ausgangs-KernmodeOutput core mode
- 1616
- Faserachsefiber axis
- 1717
- Metalldünnschichtmetal thin film
- 1818
- reflektierte Oberflächenplasmonenwellereflected surface plasma wave
- 1919
- intermediale Schichtintermedial layer
- 191191
- erste strukturierte intermediale Schichtfirst structured intermediate layer
- 192192
- zweite strukturierte intermediale Schichtsecond structured intermediate layer
- 2020
- endseitige Stirnflächeend face
- 2121
- EinheitsmetallschichtUnit metal layer
- 2222
- Behältercontainer
- 2323
- modifizierte zweite Mantelmodemodified second cladding mode
- 2424
- Faserkopplerfiber coupler
- 2525
- Oberfläche des MantelsSurface of the jacket
- 2626
- Einstrahlungs- und AusstrahlungsbereichRadiation and radiation area
- 2727
- Faser-Bragg-Gitter – FBG –Fiber Bragg Grating - FBG -
- 2828
- Zirkulatorcirculator
- 2929
- residuale Kernmoderesidual core mode
- 3030
-
Oberflächenplasmonen-Resonanz-Sensor nach Patent 10 2008 046 320Surface plasmon resonance sensor according to
patent 10 2008 046 320 - 4040
- zweiter Oberflächenplasmonen-Resonanz-Sensorsecond surface plasmon resonance sensor
- nA n A
- Brechzahl des faserangrenzenden Mediums Refractive index of the fiber-adjacent medium
- neff n eff
- effektive Brechzahleffective refractive index
- Λ Λ
- Gitterperiode der Bragg-GitterGrating period of the Bragg gratings
- λ λ
- Arbeitslängenwelle der LichtquellenWorking wavelength of the light sources
- Iopt I opt
- optische Leistungoptical performance
- SPR(λ)SPR (λ)
- OberflächenplasmonenwelleSurface plasmon wave
- LP01(λ)LP 01 (λ)
- Kernmodecore mode
- LP0m(λ)LP 0m (λ)
- MantelmodeCoat Fashion
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Country Status (1)
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|---|---|
| DE (2) | DE102008046320B3 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103900991A (en) * | 2013-12-17 | 2014-07-02 | 中国计量学院 | Refractive index sensor based on surface plasmon resonance |
| DE102014011041A1 (en) | 2014-07-23 | 2016-01-28 | Leibniz-Institut für Photonische Technologien e. V. | Optical flow-through hollow fiber, process for its production and its use |
| CN114608636A (en) * | 2022-03-11 | 2022-06-10 | 重庆三峡学院 | An S-type fiber cladding SPR sensor and method of making and using the same |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102010038718B4 (en) * | 2010-07-30 | 2016-02-25 | Carl Zeiss Ag | Measuring device and method for determining a first parameter describing an electrical property of a thin film on a carrier |
| CN109187427B (en) * | 2018-09-12 | 2023-08-01 | 中国计量大学 | Wavelength division multiplexing optical fiber sensing system capable of measuring hydrogen concentration at multiple points |
| CN108844921B (en) * | 2018-09-12 | 2024-02-06 | 中国计量大学 | Sensor for measuring hydrogen in transformer based on MZ interference inclined fiber bragg grating |
| CN110068551A (en) * | 2019-06-04 | 2019-07-30 | 中国计量大学 | A kind of symmetrical cascade structured optical fiber SPR detector |
| RU2763847C1 (en) * | 2021-05-28 | 2022-01-11 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский Томский политехнический университет» | Fiber optical sensors for determining doxycycline in aqueous solution, methods for their production and method for determining doxycycline in aqueous solution with their help |
| CN113959991A (en) * | 2021-10-12 | 2022-01-21 | 桂林电子科技大学 | Few-mode optical fiber SPR sensing device and preparation method thereof |
| CN115420709B (en) * | 2022-07-21 | 2024-11-26 | 华南师范大学 | A Cadmium Ion Optical Fiber Sensor Based on Asymmetric Structure |
| CN117309812B (en) * | 2023-11-29 | 2024-02-13 | 南京理工大学 | Two-photon crystal grating coupling resonance sensor |
| CN117420633B (en) * | 2023-12-18 | 2024-03-15 | 国科大杭州高等研究院 | Optical fiber probe based on composite micro-nano grating structure |
| CN119223856B (en) * | 2024-09-30 | 2025-09-23 | 深圳大学 | A corrosion sensor and monitoring method for steel structures in ocean splash zones |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5945666A (en) * | 1996-05-20 | 1999-08-31 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Hybrid fiber bragg grating/long period fiber grating sensor for strain/temperature discrimination |
| US5760391A (en) * | 1996-07-17 | 1998-06-02 | Mechanical Technology, Inc. | Passive optical wavelength analyzer with a passive nonuniform optical grating |
| US7129470B2 (en) * | 2003-06-04 | 2006-10-31 | Weatherford/Lamb, Inc. | Optical sensor using a long period grating suitable for dynamic interrogation |
| US7151872B1 (en) * | 2005-11-22 | 2006-12-19 | General Electric Company | Method, system and module for monitoring a power generating system |
-
2008
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-
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- 2009-07-22 DE DE102009035578A patent/DE102009035578B3/en not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (4)
| Title |
|---|
| Chiu et al: Optimum sensitivity of single-mode D-type optical fiber sensor in the intensity measurement, Sensors and Actuators B113, 2007, S. 1120-1124 * |
| Homola, Yee, Gauglitz: Surface plasmon resonance sensors: review, Sensors and Actuators B54, 1999, S. 3-15 * |
| Obando et al.: Manufacture of robust surface plasmon resonance fiber optic based dipprobes, Sensors and Actuators, B100, 2004, S . 439-449 * |
| Othonos, Kalli: Fiber Bragg gratings, Artech House Inc., 1999, S. 142-143 * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103900991A (en) * | 2013-12-17 | 2014-07-02 | 中国计量学院 | Refractive index sensor based on surface plasmon resonance |
| DE102014011041A1 (en) | 2014-07-23 | 2016-01-28 | Leibniz-Institut für Photonische Technologien e. V. | Optical flow-through hollow fiber, process for its production and its use |
| CN114608636A (en) * | 2022-03-11 | 2022-06-10 | 重庆三峡学院 | An S-type fiber cladding SPR sensor and method of making and using the same |
| CN114608636B (en) * | 2022-03-11 | 2023-08-04 | 重庆三峡学院 | A kind of S-shaped optical fiber cladding SPR sensor and its production and use method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE102008046320B3 (en) | 2010-02-04 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| AF | Is addition to no. |
Ref document number: 102008046320 Country of ref document: DE Kind code of ref document: P |
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| R020 | Patent grant now final |
Effective date: 20110722 |
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| R082 | Change of representative | ||
| R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: SCHUSTER, TOBIAS, DE Free format text: FORMER OWNER: TECHNISCHE UNIVERSITAET DRESDEN, 01069 DRESDEN, DE Effective date: 20140711 |
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| R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |