| 主权项 |
1.一种抗谐振反射光波导表面电浆子共振感测元件,包含一输入区域、一感测区域及一输出区域,各区域皆包含一抗谐振反射光波导,于感测区域内的抗谐振反射光波导上另覆盖有一金属层。2.如申请专利范围第1项所述之抗谐振反射光波导表面电浆子共振感测元件,系藉由金属层与抗谐振反射光波导之结合,使传播于抗谐振反射光波导的光波可适当耦合至表面电浆子波(surface plasmon wave),藉待测环境折射率变化对耦合状态的改变,以达到感测之目的。3.如申请专利范围第1项所述之抗谐振反射光波导表面电浆子共振感测元件,其中之抗谐振反射光波导包含一波导核心层(core)及两层以上之抗谐振(antiresonance)隔离层(cladding),使传播于波导核心层区之光波于介面有高反射率。4.如申请专利范围第3项所述之抗谐振反射光波导表面电浆子共振感测元件,其中抗谐振反射光波导之波导核心层材料及尺寸可弹性选择、设计成与输入及输出光纤相匹配。5.如申请专利范围第1项所述之抗谐振反射光波导表面电浆子共振感测元件,其中之抗谐振反射光波导为B型抗谐振反射光波导,包含一光波导核心层、一低折射率第一隔离层,及一折射率与核心层相等或较高且厚度满足抗谐振条件(antiresonance condition)之第二隔离层。6.如申请专利范围第1或5项所述之抗谐振反射光波导表面电浆子共振感测元件,其中抗谐振反射光波导之横向磁场(transverse magnetic,TM)模态传输为单模(single-mode)型态,仅可低损耗传输横向磁场(TM)基模(典型的传输损耗低于1 dB/cm),其余横向磁场(TM)高阶模态皆无法低损耗传输(典型为高于10 dB/cm)。7.如申请专利范围第5项所述之抗谐振反射光波导表面电浆子共振感测元件,其中之第二隔离层之折射率若选择与核心层相等,则厚度为核心层的一半以满足抗谐振条件。8.如申请专利范围第1项所述之抗谐振反射光波导表面电浆子共振感测元件,其中覆盖于感测区域抗谐振反射光波导之波导核心层上的金属层材料,以可以形成耦合表面电浆子波为准则。9.如申请专利范围第1项所述之抗谐振反射光波导表面电浆子共振感测元件,其中之波导核心层为二氧化矽(SiO2)、金属层材料为金(Au),其厚度介于30~40nm。10.如申请专利范围第1项所述之抗谐振反射光波导表面电浆子共振感测元件,于感测区域内的抗谐振反射光波导之波导核心层上之金属层表面可再覆盖一介电层,藉由改变该额外介电层之材料折射率与厚度,可调整抗谐振反射光波导表面电浆子共振感测元件的操作范围与感测特性。11.如申请专利范围第10项所述之抗谐振反射光波导表面电浆子共振感测元件,其中波导核心层为二氧化矽(SiO2)、金属层为厚度30~40nm之金(Au),用于水中环境(折射率1.332)感测时,覆盖于金属层上之介电层材料为氧化铝(Al2O3),其厚度介于12~18nm。图式简单说明:图一为习知的棱镜表面电浆子共振感测元件之结构示意图;图二为传统光波导表面电浆子共振感测元件的结构示意图;图三(a)为本发明之抗谐振反射光波导表面电浆子共振感测元件的结构示意图;图三(b)为具有介电覆盖层之抗谐振反射光波导表面电浆子共振感测元件的结构示意图;图四为具有不同介电覆盖层厚度之抗谐振反射光波导表面电浆子共振感测元件的感测特性;图五为本发明实施例之用于水中环境的抗谐振反射光波导表面电浆子共振感测元件的感测特性。 |
