基于掺杂的石墨烯缓冲层堆栈SPR传感器系统

摘要

本发明涉及一种基于掺杂的石墨烯缓冲层堆栈SPR传感器系统。包括单频太赫兹发射器、太赫兹探测器、高折射率锗棱镜、旋转平台、信号处理器、待测样品、掺杂的单层石墨烯、缓冲层、基底，掺杂的单层石墨烯之间由所述缓冲层隔离，形成石墨烯/缓冲层堆栈，至少一层的石墨烯/缓冲层堆栈置于所述基底上；待测样品位于所述高折射率锗棱镜底部与石墨烯/缓冲层堆栈之间，形成Otto的表面等离子共振折射率传感结构，平放于所述旋转平台上，由旋转平台带动旋转，进行太赫兹光源入射角度的调制。本发明基于掺杂的石墨烯/缓冲层堆栈SPR传感技术，研究利用不同入射角度的太赫兹反射谱中SPR波谷的漂移，实现物体折射率的检测，该系统结构简单、操作方便，可靠性强。

主权项

一种基于掺杂的石墨烯缓冲层堆栈SPR传感器系统，包括单频太赫兹发射器、太赫兹探测器、高折射率锗棱镜、旋转平台、信号处理器、待测样品、掺杂的单层石墨烯、缓冲层、基底，其特征在于：所述掺杂的单层石墨烯之间由所述缓冲层隔离，形成石墨烯/缓冲层堆栈，至少一层所述的石墨烯/缓冲层堆栈置于所述基底上；所述待测样品位于所述高折射率锗棱镜底部与所述石墨烯/缓冲层堆栈之间，形成Otto的表面等离子共振折射率传感结构，平放于所述旋转平台上，由旋转平台带动旋转，进行太赫兹光源入射角度的调制；所述单频太赫兹发射器，用于为Otto的表面等离子共振折射率传感结构提供单频的TM偏振太赫兹光源，从高折射率锗棱镜的一边以大于全反射临界角的入射角度入射，在锗棱镜底部形成倏逝波与待测样品进行反应，不同待测样品将与不同入射角度的单频的TM偏振太赫兹反应耦合成沿着石墨烯与待测样品界面传播的表面等离子极化波，而后反射，从高折射率锗棱镜另一边出射，由位于高折射率锗棱镜另一边的所述太赫兹探测器探测经高折射率锗棱镜调制的单频太赫兹信号，并传输给所述信号处理器进行处理，显示不同入射角度下，单频太赫兹信号的反射谱，在反射谱中，参与反应耦合成表面等离子极化波的相应角度入射的单频太赫兹光将出现一个波谷，不同待测样品具有不同的介电参数，从而待测样品的介电参数能够从反射谱中获取，实现待测样品的折射率传感。