特許 6649097 光ファイバー表面プラズモン共鳴センサーの製造方法および光ファイバー表面プラズモン共鳴センサーの製造装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6649097

(24)【登録日】2020年1月20日

(45)【発行日】2020年2月19日

(54)【発明の名称】光ファイバー表面プラズモン共鳴センサーの製造方法および光ファイバー表面プラズモン共鳴センサーの製造装置

(51)【国際特許分類】

   C23C 18/31 20060101AFI20200210BHJP

   C23C 18/36 20060101ALI20200210BHJP

   C23C 18/42 20060101ALI20200210BHJP

   G01N 21/41 20060101ALI20200210BHJP

【ＦＩ】

   C23C18/31 A

   C23C18/36

   C23C18/42

   G01N21/41 101

   G01N21/41 A

【請求項の数】9

【全頁数】23

(21)【出願番号】特願2016-17416(P2016-17416)

(22)【出願日】2016年2月1日

(65)【公開番号】特開2017-137522(P2017-137522A)

(43)【公開日】2017年8月10日

【審査請求日】2019年1月31日

(73)【特許権者】

【識別番号】592068200

【氏名又は名称】学校法人東京薬科大学

(73)【特許権者】

【識別番号】504067527

【氏名又は名称】有限会社メビウスアドバンストテクノロジー

(73)【特許権者】

【識別番号】596112561

【氏名又は名称】株式会社ヒキフネ

(74)【代理人】

【識別番号】110000671

【氏名又は名称】八田国際特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】東海林 敦

(72)【発明者】

【氏名】辺見 彰秀

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 昌史

【審査官】 印出 亮太

(56)【参考文献】

【文献】 特開平１０−１５３６０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０４−２１８６７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１３３８４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 韓国公開特許第１０−２０１４−００１３１８０（ＫＲ，Ａ）

【文献】 特開２０００−２０４４９８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ２３Ｃ １８／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

光ファイバーの一端部のコアを露出させる段階と、
前記一端部を無電解めっき液に浸漬する段階と、
光源から前記光ファイバー内に、前記一端部の方向へ光を入射させて、前記一端部から反射してくる反射光の強度を測定する段階と、
前記測定された前記反射光の強度があらかじめ決められた所定値に達した時点で前記一端部を前記無電解めっき液から引き上げる段階と、
を有することを特徴とする光ファイバー表面プラズモン共鳴センサーの製造方法。

【請求項2】

前記反射光の強度を前記測定する段階において、
前記光ファイバーの前記一端部の方向へ入射させる光は、めっきする金属が反射する波長を含み、
前記反射光の強度は、前記めっきする金属が反射する波長の強度を前記測定することを特徴とする請求項１に記載の光ファイバー表面プラズモン共鳴センサーの製造方法。

【請求項3】

前記めっきする金属は金であり、前記測定する波長は３００〜１０５０ｎｍであることを特徴とする請求項２に記載の光ファイバー表面プラズモン共鳴センサーの製造方法。

【請求項4】

前記金をめっきする際は、前記光ファイバーの前記一端部のコアを露出させる段階の後、
第１段階として、
前記一端部をニッケルめっき用の無電解めっき液に浸漬する段階と、
光源から前記光ファイバー内に、前記一端部の方向へ光を入射させて、前記一端部からの反射光の強度を測定する段階と、
前記反射光の強度があらかじめ決められた所定値に達した時点で前記一端部を前記ニッケルめっき用の無電解めっき液から取り出す段階と、を実行し、
第２段階として、
前記ニッケルめっきされた前記光ファイバーの前記一端部を金めっき用の無電解めっき液に浸漬する段階と、
光源から前記光ファイバー内に、前記一端部の方向へ光を入射させて、前記一端部からの反射光の強度を測定する段階と、
前記反射光の強度があらかじめ決められた所定値に達した時点で前記一端部を前記金めっき用の無電解めっき液から引き上げる段階と、を実行することを特徴とする請求項３に記載の光ファイバー表面プラズモン共鳴センサーの製造方法。

【請求項5】

前記無電解めっき液から引き上げる段階は、
前記反射光の強度に代えて、
前記光ファイバーの前記一端部を前記無電解めっき液に浸漬する前の空気中において、光源から前記光ファイバー内に、前記一端部の方向へ光を入射させて、前記一端部から反射した前記反射光の強度を測定することで前記空気中における反射光の強度を得ておき、
前記無電解めっき液中の反射光の強度と前記空気中の反射光の強度とから、下記（１）式により反射率を算出し、
反射率＝（無電解めっき液中における反射光の強度）／（空気中における反射光の強度） …（１）
前記反射率があらかじめ決められた反射率の所定値に達した時点で前記一端部を前記無電解めっき液から引き上げることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の光ファイバー表面プラズモン共鳴センサーの製造方法。

【請求項6】

無電解めっき液を入れるめっき槽と、
前記無電解めっき液に浸漬する光ファイバー内に、前記光ファイバーの一端部の方向へ光を入射させる光源と、
前記一端部からの反射光を受光して、前記反射光の強度を測定する光強度測定器と、
を有することを特徴とする光ファイバー表面プラズモン共鳴センサーの製造装置。

【請求項7】

前記光源は、めっきする金属が反射する波長を含む光を発光するものであり、
前記光強度測定器は、前記めっきする金属が反射する波長の強度を前記測定する分光計であることを特徴とする請求項６に記載の光ファイバー表面プラズモン共鳴センサーの製造装置。

【請求項8】

前記めっきする金属は金であり、前記分光計は５５０〜６５０ｎｍの波長の強度を前記測定するものであることを特徴とする請求項７に記載の光ファイバー表面プラズモン共鳴センサーの製造装置。

【請求項9】

前記光ファイバーの前記一端部を前記無電解めっき液に浸漬する前の空気中において、前記光源から前記光ファイバー内に、前記一端部の方向へ光を入射させて、前記一端部から反射した反射光の強度を前記光強度測定器により測定して得られた前記空気中における反射光の強度を記憶し、
前記光ファイバーの前記一端部を前記無電解めっき液に浸漬後、前記光強度測定器によって測定された前記無電解めっき液中の反射光の強度と、前記空気中の反射光の強度とから下記（１）式により反射率を算出する演算器を、
反射率＝（無電解めっき液中における反射光の強度）／（空気中における反射光の強度） …（１）
さらに有することを特徴とする請求項６〜８のいずれか一つに記載の光ファイバー表面プラズモン共鳴センサーの製造装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光ファイバー表面プラズモン共鳴センサーの製造方法および光ファイバー表面プラズモン共鳴センサーの製造装置に関する。

【背景技術】

【0002】

光ファイバー表面プラズモン共鳴（ＳＰＲ：Ｓｕｒｆａｃｅ Ｐｌａｓｍｏｎ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ）センサーは、光ファイバーのコアに金属ナノ薄膜（光の波長以下の厚さ）を形成させた構造である。そして光ファイバー表面プラズモン共鳴センサーは、光ファイバーに白色光または特定の波長の光を入射することで表面プラズモン共鳴を誘起させる。この現象を利用した光ファイバー表面プラズモン共鳴センサーは溶液の屈折率測定だけでなく、イムノアッセイや生体高分子間の相互作用解析に応用されている。

【0003】

このような光ファイバー表面プラズモン共鳴センサーは、プリズムを使用した表面プラズモン共鳴センサーと比較してセンサーの微小化が可能である。生体微小空間の科学が注目されている現在において、生化学センサーの微小化は重要課題の一つである。

【0004】

しかしながら、光ファイバーは円柱状形状であるため、コアに金属薄膜を均一に形成させることは容易でない。従来は、薄膜の形成に多く利用されている真空蒸着装置やスパッタ装置を使用してコアに薄膜を形成している。また、めっき法を利用することも考えられている（特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特願平１０−１５３６０５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、真空蒸着装置やスパッタ装置を用いる場合、光ファイバーは円柱状形状であるため、均一な薄膜を得るためには真空チャンバー内に回転装置を設置して、光ファイバーを回転させながら成膜する必要がある。このため、装置が大型化し、かつ多大な労力と費用を要する。このため光ファイバー表面プラズモン共鳴センサーは、市場に出回ることなく、研究室レベルの間に留まっていた。また、めっき法を用いるとしても、単にめっき液に浸漬するというだけでは膜厚の制御もできず、ましてや表面プラズモン共鳴を得るために適した厚さの薄膜を得るための条件や操作方法などは確立されていない。

【0007】

そこで、本発明の目的は、無電解めっき法を用いて、円柱形の光ファイバーのコアの表面に、表面プラズモン共鳴を誘起させるための適切な厚さの金属薄膜を形成することができる光ファイバー表面プラズモン共鳴センサーの製造方法を提供することである。

【0008】

また、本発明の他の目的は、円柱形の光ファイバーのコアの表面に、表面プラズモン共鳴を誘起させるための適切な厚さの金属薄膜を形成することができる光ファイバー表面プラズモン共鳴センサーの製造装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明者らは、上記の問題を解決すべく鋭意研究の結果、無電解めっきによって光ファイバーのコアに金属薄膜が形成されると、光ファイバーに入射させた光が形成中の金属薄膜によって反射し、しかもその反射光の強度が金属薄膜の厚さに応じて変化することを見出し本発明に至った。

【0010】

すなわち、上記目的を達成するための本発明の光ファイバー表面プラズモン共鳴センサーの製造方法は、光ファイバーの一端部のコアを露出させる段階と、前記一端部を無電解めっき液に浸漬する段階と、光源から前記光ファイバー内に、前記一端部の方向へ光を入射させて、前記一端部から反射してくる反射光の強度を測定する段階と、前記測定された前記反射光の強度があらかじめ決められた所定値に達した時点で前記一端部を前記無電解めっき液から引き上げる段階と、を有することを特徴とする。

【0011】

また、上記目的を達成するための本発明の光ファイバー表面プラズモン共鳴センサーの製造装置は、無電解めっき液を入れるめっき槽と、前記無電解めっき液に浸漬する光ファイバー内に、前記光ファイバーの一端部の方向へ光を入射させる光源と、前記一端部からの反射光を受光して、前記反射光の強度を測定する光強度測定器と、を有することを特徴とする。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、光ファイバーの露出させたコア部分を無電解めっき液に浸漬するとともに、その一端部の方向へ光を入射させて、一端部からの反射光の強度を測定して、反射光の強度が所定値になった時点で無電解めっき液から光ファイバーを引き上げることとした。これにより表面プラズモン共鳴に適した厚さの金属薄膜をコアの表面に形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】光ファイバー表面プラズモン共鳴センサーの製造装置の構成を示す概略図である。

【図2】光ファイバー表面プラズモン共鳴センサーの製造方法を説明するための概略側面図である。

【図3】光ファイバー表面プラズモン共鳴センサーの製造方法を説明するための概略側面図である。

【図4】光ファイバー表面プラズモン共鳴センサーの製造方法を説明するための概略側面図である。

【図5】金属薄膜形成前の光ファイバーの一端部からの反射光を説明するための模式図である。

【図6】金属薄膜形成中の光ファイバーの一端部からの反射光を説明するための模式図である。

【図7】金めっきされた一端部の部分断面斜視図である。

【図8】めっき工程の反応説明図である。

【図9】空気中における反射光の強度（Ｉｂｌａｎｋ）を示すグラフである。

【図10】ニッケルめっき中の反射光の強度（Ｉｔ）を示すグラフである。

【図11】ニッケルめっき中の反射率を示すグラフである。

【図12】ニッケルめっき中の波長４６０ｎｍと６００ｎｍにおける反射率の時間変化を示すグラフである。

【図13】金めっき中の反射光の強度（Ｉｔ）のうちめっき開始から０〜８秒の間を示すグラフである。

【図14】金めっき中の反射光の強度（Ｉｔ）のうちめっき開始から９〜３９秒の間を示すグラフである。

【図15】金めっき中のめっき開始から０〜８秒の間の反射率を示すグラフである。

【図16】金めっき中のめっき開始から９〜３９秒の間の反射率を示すグラフである。

【図17】金めっきされる過程を示した模式図である。

【図18】金めっき中の波長４６０ｎｍと６００ｎｍにおける反射率の時間変化を示すグラフである。

【図19】光ファイバー表面プラズモン共鳴センサーによる空気中および水中における反射光の強度を測定した結果を示すグラフである。

【図20】光ファイバー表面プラズモン共鳴センサーによる水中における反射光の強度を空気中における反射光の強度で規格化した結果を示すグラフである。

【図21】めっき工程の際に得られた反射光の反射率と表面プラズモン共鳴との関係を示すグラフである。

【図22】異なる濃度のスクロースの光ファイバー表面プラズモン共鳴センサーによる測定結果の規格値を示すグラフである。

【図23】規格値によって得られた最も減衰した波長とスクロース濃度の関係を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、適宜図面を参照しながら、本発明の一実施形態を詳細に説明する。しかし、本発明は、以下の実施形態のみには制限されない。なお、各図面は説明の便宜上誇張されて表現されており、各図面における各構成要素の寸法比率が実際とは異なる場合がある。また、本発明の実施形態を、図面を参照しながら説明した場合では、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

【0015】

＜光ファイバー表面プラズモン共鳴センサーの製造装置＞
本発明の実施形態に係る光ファイバー表面プラズモン共鳴センサーの製造装置について説明する。光ファイバー表面プラズモン共鳴センサーの製造装置は無電解めっきを利用して、光ファイバーの先端から露出させたコアに、表面プラズモン共鳴を誘起させる適切な厚さの金属薄膜を形成するための装置である。

【0016】

図１は、光ファイバー表面プラズモン共鳴センサーの製造装置の構成を示す概略図である。

【0017】

光ファイバー表面プラズモン共鳴センサーの製造装置１００は、無電解めっき液１０１を入れるめっき槽１０２と、光ファイバー２００へ光を入射させる光源１０３と、光ファイバー２００の一端部２５０からの反射光を受光して、反射光の強度を測定する分光計１０４と、分光計１０４によって測定された波長ごとの反射光の強度を分析し、また画面に表示するためのパソコン１０５と、を有する。

【0018】

光ファイバー表面プラズモン共鳴センサーの製造方法に用いる光ファイバー２００は、その一端部２５０においてコア２０１が露出されている。そして露出されているコア２０１の表面へ金属薄膜を形成するために、このコア２０１を含む部分が無電解めっき液１０１に浸漬される。

【0019】

めっき槽１０２は、無電解めっき液１０１を入れる容器であり、無電解めっき液１０１に対しての耐性があればどのような容器でもよい。無電解めっき液１０１の詳細については後述する。

【0020】

光源１０３は、めっきする金属が反射する波長を含む光を発光する。たとえば、白色光のような可視光の波長帯域を含む光であってもよいし、めっきする金属が反射する特有の波長のみを発光するものでもよい。たとえば、白色ＬＥＤなどを使用可能である。また、測定波長だけでよければレーザー光源を使用してもよい。たとえば光ファイバー２００の長さが長い場合、レーザー光を用いた方が減衰を少なくできる。もちろん白色光を用いて反射光の強度を測定が可能であればレーザーを用いる必要はない。光源１０３からの光は、無電解めっき液１０１に浸漬される光ファイバー２００の一端部２５０方向へ入射される。

【0021】

分光計１０４（スペクロトメーター）は、光強度測定器となるものである。分光計１０４は、波長ごとの光の強度を測定し、その結果を出力する。

【0022】

パソコン１０５（演算器）は、分光計１０４からの波長ごとの強度測定結果を取得して、たとえば波長（または周波数）ごとの強度をグラフ化したり、時間経過と共に変化する光の強度をグラフ化したりする。また、パソコン１０５は、後述する反射率の算出や、あらかじめ決められた波長の強度（または反射率）が、同様にあらかじめ決められた所定値に達した時点で、ユーザーにそれを知らせるなどの処理を行う演算器となる。

【0023】

＜光ファイバー表面プラズモン共鳴センサーの製造方法＞
上記光ファイバー表面プラズモン共鳴センサーの製造装置１００を用いた光ファイバー表面プラズモン共鳴センサーの製造方法について説明する。

【0024】

この光ファイバー表面プラズモン共鳴センサーの製造方法に用いる光ファイバー２００は、２分岐形状（図１参照）のものである。このような形態の光ファイバー２００を用いることで、光源１０３からめっきを行う一端部２５０の方向へ光を入射させつつ、同時に一端部２５０からの光の反射を分光計１０４で測定することができる。なお、光ファイバー２００の形態はこのような２分岐形態に限定されるものではない。光源１０３から一端部２５０の方向へ光を入射させつつ、同時に一端部２５０からの光の反射を分光計１０４で測定することができればどのような形態であってもよい。たとえば、分岐のない光ファイバー２００に光分岐結合器を取り付けて用いることもできる。具体的には、分岐のない光ファイバー２００の無電解めっき液１０１に浸漬する一端部２５０とは反対側の端部に、光分岐結合器を取り付ける。そして、光分岐結合器の一つの口から光ファイバー２００内に光を入射させるとともに、光分岐結合器の他の口から一端部２５０からの反射光を取り出して分光器により測定する。

【0025】

図２〜４は光ファイバー表面プラズモン共鳴センサーの製造方法を説明するための概略側面図である。

【0026】

ここでは、表面プラズモン共鳴を誘起させる金属として金薄膜をコア２０１の表面に形成する場合を例に説明する。金薄膜を形成する場合は、２段階の無電解めっきにより行う。第１段階でニッケルめっきを行い、第２段階でニッケルを金で置換することにより金めっきを行う。このような無電解めっきを置換めっきともいう。

【0027】

ここで図２を参照して、光ファイバー２００の構造を説明する。光ファイバー２００の構造は、周知のとおり、中心からコア２０１、コア２０１を覆うクラッド２０２、全体を覆っているジャケット２０３からなる。コア２０１およびクラッド２０２は多くの場合、石英製であり、コア２０１とクラッド２０２は屈折率が異なる。ジャケット２０３は樹脂製である。なお、光ファイバー２００の素材はどのようなものでもよく、たとえば、コア２０１を含めてすべて樹脂製の、いわゆるプラスチック光ファイバーでもよいし、コア２０１のみ石英でクラッド２０２は樹脂製の光ファイバー２００などでもよい。

【0028】

このような構造の光ファイバー２００は、元々は、コア２０１が露出していない。このため、図２に示すように、ジャケット２０３の一部と、クラッド２０２の一部を除去して、光ファイバー２００の一端部２５０のコア２０１を露出させる。

【0029】

コア２０１の露出量は、使用する光ファイバー２００の太さ（コア２０１の直径）にもよるが、たとえばコア２０１の直径Ｄが１２５〜４００μｍの場合、露出長さＬは２〜１０ｍｍである。このような露出量とする理由は均一にニッケルおよび金の薄膜を形成させるためである。

【0030】

次に、第１段階のめっき工程としてニッケルの無電解めっきを行う。ニッケルの無電解めっきを行うには、まず、露出させたコア２０１の表面を前処理する。これはニッケルをコア２０１の表面で析出しやすくし、かつ、めっきされた金属（最終的にめっきされる金薄膜を含めて）の密着性や強度を高くするためである。前処理の方法は後述する。前処理を行うことで、密着性や耐久性が向上することになるが、前処理がなくてもめっき自体は可能であるので、必ずしも必要な処理ではない。

【0031】

その後、図３に示すように、露出させたコア部分を含む光ファイバー２００の一端部２５０をニッケル無電解めっき液に浸漬する。このとき使用するニッケルめっき用の無電解めっき液１０１としては、たとえば以下のとおりである。

【0032】

ニッケル源は、たとえば硫酸ニッケル、塩酸ニッケルなどを使用する。還元剤は、たとえば次亜リン酸塩、ヒドラジン、水素化ホウ素などを使用する。そのほかの添加剤として、安定剤（重金属（たとえば鉛（Ｐｂ）、ビスマス（Ｂｉ））、有機化合物、硫黄等）、ｐＨ調整剤（水酸化ナトリウム、アンモニア硫酸等）、錯化剤（クエン酸、リンゴ酸、グリシン、エチレンジアミン四酢酸、酢酸、プロピオン酸、グリコール酸、乳酸）、界面活性剤などを単独でまたはこれらを組み合わせて用いてもよい。また、無電解めっき液１０１の温度は常温（たとえば２０〜３０℃程度）でよい。

【0033】

光ファイバー２００の一端部２５０を無電解めっき液１０１に浸漬するときには、その少し前から、光源１０３から光ファイバー２００内へ光を入射させる。そして、光の入射と共に分光計１０４による測定も実行する。つまり、空気中に出ている状態で反射光の強度を測定しておくのである。これを空気中における反射光の強度（Ｉｂｌａｎｋ）として記録する。ここではパソコン１０５に記録（パソコン１０５内の記憶装置に記憶）しておく。

【0034】

その後、光ファイバー２００を無電解めっき液１０１に浸漬する。このとき露出しているコア部分の表面全体に確実にめっきを施すために、ジャケット２０３の一部が無電解めっき液１０１に浸かってしまってもかっても差し支えない。

【0035】

そして浸漬開始から、一端部２５０からの反射光の強度を測定する。これを無電解めっき液中における反射光の強度（Ｉｔ）という。この反射光の強度から反射率を求める。反射率は、下記（１）式のとおりである。

【0036】

反射率＝（無電解めっき液中における反射光の強度（Ｉｔ））／（空気中における反射光の強度（Ｉｂｌａｎｋ）） …（１）
反射率の計算はパソコン１０５によって行われる。したがって、パソコン１０５は、無電解めっき液１０１に光ファイバー２００を浸漬後、時々刻々と変化してくる反射光の強度の測定値からリアルタイムで反射率を算出するのである。反射率の計算結果は、後から見られるように記憶しておいてもよい。

【0037】

光ファイバー２００を無電解めっき液１０１に浸漬中に反射率があらかじめ決めた反射率の所定値となった時点で、光ファイバー２００を無電解めっき液１０１から引き上げる。この引き上げのタイミングについても、あらかじめ引き上げる反射率の所定値をパソコン１０５に記憶させておいて、反射率の算出結果がこの反射率の所定値に到達した時点で、音声や色変化、文字表示（さらにこれらを組み合わせて）などによりユーザーに知られるようにしておいてもよい。また、光ファイバー２００をロボットアームなどによって支持し、浸漬開始から引き上げまでの動作をパソコン１０５などで制御して自動化してもよい。もちろん、ユーザーが反射率の算出結果を目視して、引き上げタイミングを見計らって手動で行ってもよい。

【0038】

これにより、第１段階のニッケルめっきが終了する。引き上げ後、水洗を行って乾燥させると、図４に示すように、光ファイバー２００の一端部２５０にニッケルの金属薄膜２１０が所定の厚さとなって形成される。

【0039】

このとき形成されるニッケル薄膜の厚さ（図４のＴｍ部分）は、最終的に形成予定の金薄膜の厚さと同じかわずかに厚くするが好ましい。金薄膜のめっきはニッケルを置換することにより行われる。このため、最終的に形成される金薄膜の厚さはニッケル薄膜の厚さに依存する。ニッケル薄膜が薄いと金薄膜も薄くなってしまうので、ニッケル薄膜の厚さは金薄膜と同じか、わずかに厚く形成しておくのである。ただし、あまりにもニッケル薄膜の厚さが厚いと、金めっきしたときに金は所望の厚さとなっているが、さらにニッケル層が残ることになる。そうすると表面プラズモン共鳴がうまく誘起されないこともある。このため、ニッケル薄膜の厚さは、所望する金薄膜の厚さが形成されるとともに、表面プラズモン共鳴を阻害しない厚さにする必要がある。このような観点からニッケル薄膜の厚さは、たとえば、金薄膜を３０〜８０ｎｍ形成する場合は、ニッケルを３０〜８０ｎｍ形成することが好ましいものとなる。このような金薄膜の厚さは、厚さの実数に意味があるのではなく、あくまでも光ファイバー表面プラズモン共鳴センサーとして表面プラズモン共鳴が誘起されるか否かということである。したがって、光ファイバー表面プラズモン共鳴センサーの用途に合わせて、表面プラズモン共鳴が起きやすい金属薄膜２１０の厚さとなっていればよい。

【0040】

形成される金属薄膜２１０の厚さは、反射光の強度から得られた反射率と相関がある。

【0041】

図５は金属薄膜形成前の光ファイバー２００の一端部２５０からの反射光を説明するための模式図であり、図６は金属薄膜形成中の光ファイバー２００の一端部２５０からの反射光を説明するための模式図である。

【0042】

コア２０１の表面に金属薄膜２１０が形成される前（すなわち空気中）は、図５に示すように、一端部２５０方向へ入射された光のうち、ほとんどの光Ｌｔは露出されているコア２０１から放出されてしまう。しかし、一部は、コア２０１の端面で反射して戻る光Ｌｒが存在する。金属薄膜形成前の状態で、どれほどの光が戻るかは、光ファイバー２００のコア端面（先端部、円柱ぶを含めて）の極めて微細な表面形状の違いによって個体差がある。また、反射光の強度については、光ファイバー２００全体の光透過損失、光源１０３および分光計１０４と光ファイバー２００との接続損失などによって違ってくることもある。

【0043】

一方、コア２０１の表面に金属薄膜２１０が形成されると、図６に示すように、コア２０１の表面に付着した金属薄膜２１０によって光Ｌｒｒが反射して光ファイバー２００内を戻るようになる。このとき金属薄膜２１０の厚さが薄いときには、一部の光Ｌｔｔは依然として金属薄膜２１０を透過してしまう。そして金属薄膜２１０の厚さが厚くなるにつれて、光Ｌｒｒの反射量が多くなる（金属薄膜２１０を透過してしまう光が少なくなる）。このためコア２０１の表面に形成される金属薄膜２１０の厚さが厚くなるに連れて反射光の強度も強く出てくるようになるのである。したがって、事前に表面プラズモン共鳴が起きやすい膜厚（所望の膜厚）と反射光の強度（または反射率）との関係を求めておくことで、そのような反射光の強度（または反射率）となった時点で光ファイバー２００を無電解めっき液１０１から引き上げれば、所望の膜厚が得られることになるのである。

【0044】

ここで光ファイバー２００を無電解めっき液１０１から引き上げるタイミングとして、反射率を用いる理由を説明する。原理的には、金属薄膜２１０が厚くなるに連れて反射光の強度は強くなるので反射光の強度と膜厚との相関関係を取って、反射光の強度が所定値に達した時点で光ファイバー２００を無電解めっき液１０１から引き上げるようにしてもよい。しかし、既に説明したように、光ファイバー２００には個体差があり、また、測定系全体として光ファイバー２００と光源１０３および分光計１０４の接続損失などの影響もある。このような個体差や測定系の微妙な違いは、めっき前の状態、すなわち空気中で光ファーバーの一端部２５０の方向へ光を入射してその反射光の強度を測定することで、反射光の強度の違いとなって現れる。

【0045】

そこで、既に説明した（１）式のとおり、無電解めっき液中における反射光の強度を空気中での反射光の強度で規格化した反射率を使うことで、光ファイバー２００の個体差を少しでも吸収して、センサー製造の材料となる多くの光ファイバー２００で同じように所望する金属薄膜２１０の厚さが得られる引き上げタイミングを見ることができるようにしたのである。また、反射率を使用することで、光源１０３の経時変化やそのほかの外乱における光量の変化なども吸収することができる。

【0046】

次に、２段階のめっき工程として金の無電解めっき行う。このとき使用する無電解めっき液１０１としては、たとえば以下のとおりである。

【0047】

金源はたとえばシアン化金カリウムや亜硫酸金ナトリウムである。錯化剤はたとえば亜硫酸、チオ硫酸、チオリンゴ酸、エタンチオール、チオシアン酸である。そのほかの添加剤としてはたとえば、リン酸塩や水酸化ナトリウムがある。なお、無電解めっき液温度は６０〜９０℃程度でよい。

【0048】

この金めっき用の無電解めっき液１０１にニッケルめっきされている一端部２５０を浸漬する（このときの状態は図３と同じであるので図示省略する）。そして、浸漬と同時に（浸漬前からでもよい）光源１０３から一端部２５０の方向へ光を入射させるとともに、分光計１０４による測定を開始する。このときパソコン１０５によって、測定された反射光の強度から反射率が算出される。反射率の算出は、（１）式と同じである。この第２段階目において反射率の算出に使用する「空気中における反射光の強度（Ｉｂｌａｎｋ）」は、第１段階のニッケルめっき前に測定して記録した値を用いる。

【0049】

反射率の値が、金薄膜の厚さとして所望する値に対応する所定値となったら、光ファイバー２００を無電解めっき液１０１から引き上げる（引き上げ後の状態は図４と同様である）。この引き上げのタイミングは、第１段階同様、パソコン１０５によって算出している反射率があらかじめ決められた所定値となった時点で、音声や表示などによりユーザーに知らせるようにしてもよいし、ロボットを用いて自動化してもよい。

【0050】

これにより、第２段階目の金めっきが終了する。引き上げ後、水洗を行って乾燥させると、光ファイバー２００の一端部２５０に金の金属薄膜２１０が所定厚さとなるように形成されることになる。

【0051】

図７は、金めっきされた一端部２５０の部分断面斜視図（露出されたコア部分を断面にして示した）である。

【0052】

図示するように、露出されたコア２０１からジャケット２０３の一部にまで（すなわち無電解めっき液１０１に浸かっていた部分）、金属薄膜２１０として金メッキが施されることになる。コア２０１の表面に形成される金薄膜の厚さ（図４のＴｍ部分）は既に説明したとおり、光ファイバー表面プラズモン共鳴センサーの用途に合わせて、様々な厚さにすればよい。

【0053】

ここで第１段階のニッケルめっきから第２段階の金めっきまでの反応について説明する。図８は、めっき工程の反応説明図である。

【0054】

まず、露出させたコア２０１（石英：ＳｉＯ_２）表面をシランカップリング材（ＡＰＳ：（３−ａｍｉｎｏｐｒｏｐｙｌ）ｔｒｉｍｅｔｈｏｘｙｓｉｌａｎｅ）によって処理し、石英に末端官能基（ＮＨ_２）を付着させる。なお、シランカップリング材は、（３−Ｍｅｒｃａｐｔｏｐｒｏｐｙｌ）ｔｒｉｍｅｔｈｏｘｙｓｉｌａｎｅも使用可能である。

【0055】

続いて、ＰｄＣｌ_２溶液によりさらに表面処理を行うことで、Ｐｄを付着させる。付着したＰｄは触媒となって、ニッケル（Ｎｉ）がコア２０１（ＳｉＯ_２）表面に析出しやすくなる。また、この表面処理を行うことで、コア２０１の表面の平滑性が損なわれることなく、ニッケル薄膜を形成することができる。

【0056】

この第１段階の反応式は以下のとおりである（ただし還元剤に次亜リン酸塩を用いた場合である）。

【0057】

［Ｈ_２ＰＯ_２］⁻ →［ＰＯ_２］⁻＋２Ｈ（ｃａｔ）
［ＰＯ_２］⁻＋Ｈ_２Ｏ → ［Ｈ_２ＰＯ_３］⁻
２Ｈ（ｃａｔ） → Ｈ_２↑
Ｎｉ^２＋＋２Ｈ（ｃａｔ） → Ｎｉ＋２Ｈ^＋ （ここでニッケルがコア２０１の表面に析出してめっきされる）
［Ｈ_２ＰＯ_２］⁻＋Ｈ（ｃａｔ）→ Ｐ＋ＯＨ⁻＋Ｈ_２Ｏ
次に第２段階として金無電解めっき液に浸漬されることで、ニッケルが金に置き換わる。

【0058】

この段階の反応式は以下のとおりである。

【0059】

Ｎｉ＋２ｅ⁻ →Ｎｉ^２＋
Ａｕ^＋＋ｅ⁻ → Ａｕ （ここでニッケルが金に置換されてコア２０１の表面に金がめっきされる）
このような２段階のめっき工程によって金薄膜がコア２０１（石英）の表面形成されるのである。

【実施例】

【0060】

本発明をさらに以下の実施例を用いて説明する。ただし、本発明の技術的範囲が以下の実施例のみに制限されるわけではない。

【0061】

実施例として使用した２分岐の光ファイバー２００である。この光ファイバー２００の１本となっている部分の先端（一端部２５０）のコア２０１を露出させた。

【0062】

コア２０１は次のようにして露出させた。コア２０１の先端から３ｍｍの長さでジャケットをリムーバーで除去した後、その部分のクラッド２０２をアセトンで除去した。

【0063】

露出させたコア部分は、直径Ｄが、４００μｍ長さＬが３ｍｍである（ＤおよびＬは図２参照）。

【0064】

次に、露出させたコア２０１の表面を前処理した。まず０．４％ＡＰＳ溶液に、先端から３ｍｍの長さでコアを露出した光ファイバーを、１時間浸漬した。

【0065】

続いて、ＰｄＣｌ_２溶液に露出させたコア部分を含む光ファイバー２００の一端部２５０を１分間浸漬した。その後、純水洗浄を行った後、乾燥させた。

【0066】

これら前処理後、２分岐の光ファイバー２００の分岐された一方に白色光の光源１０３を取り付け、分岐の他方には分光計１０４を取り付けた。分光計１０４からの測定値はパソコン１０５に取り込めるようにした（図１参照）。以降のめっき工程においても、光源１０３、分光計１０４、およびパソコン１０５の接続はそのまま用いた。

【0067】

空気中において、光ファイバー２００内に光を入射させ、コア２０１を露出させた一端部２５０からの反射光の強度（Ｉｂｌａｎｋ）を測定した。測定波長は、４００〜８００ｎｍである。測定値はパソコン１０５に取り込んだ。

【0068】

図９は、空気中における反射光の強度（Ｉｂｌａｎｋ）を示すグラフである。

【0069】

続いて、第１段階のめっき工程として、ニッケルめっき用の無電解めっき液１０１に、前処理した光ファイバー２００の一端部２５０を浸漬した。使用したニッケルめっき用の無電解めっき液１０１の組成は、２．９％硫酸ニッケル、１％次亜リン酸ナトリウム、２％グリシン、２．７％クエン酸ナトリウムとした。

【0070】

ニッケルめっき用の無電解めっき液１０１への浸漬開始時から光ファイバー２００へ光を入射させつつ、一端部２５０からの反射光の強度を測定した。

【0071】

図１０は、ニッケルめっき中の反射光の強度（Ｉｔ）を示すグラフである。このグラフにおいて、複数のグラフ線は上の線ほど時間が経過した測定値である。

【0072】

図示するように、時間の経過と共に、反射光の強度が増加していることがわかる。そして、この時間ごと無電解めっき液中における反射光の強度（Ｉｔ）と、空気中における反射光の強度（Ｉｂｌａｎｋ）から反射率（反射率＝Ｉｔ／Ｉｂｌａｎｋ）を算出した。

【0073】

図１１は、ニッケルめっき中の反射率を示すグラフである。図１１は波長４００〜８００ｎｍにおける反射率を示したものであるが、なかでも約４５０〜６５０ｎｍにおいて反射率の時間変化が大きく見られることがわかる。このことからニッケルめっきにおいては波長４５０〜６００ｎｍの光をよく反射していることがわかる。

【0074】

図１２は、ニッケルめっき中の波長４６０ｎｍと６００ｎｍにおける反射率の時間変化を示すグラフである。図示するように、両波長とも、同じように時間の経過と共に反射率が上昇しているのがわかる。このことから、ニッケルめっきの際には４５０〜６５０ｎｍの間のどの波長を用いて測定しても、ニッケルが形成されてゆく過程での厚さがわかる。

【0075】

次に、第２段階のめっき工程として、金めっき用の無電解めっき液１０１に、ニッケルめっきを施した光ファイバー２００の一端部２５０を浸漬した。使用した金めっき用の無電解めっき液１０１の組成は、次のとおりである。０．０１ｍｏｌ／ｌ亜硫酸金ナトリウム、０．３２ｍｏｌ／ｌ亜硫酸ナトリウム、０．０８チオ硫酸ナトリウム、０．３２ｍｏｌ／ｌリン酸水素ニナトリウムを使用し、これらをＮａＯＨでｐＨを９に調製した。

【0076】

金めっき用の無電解めっき液１０１への浸漬開始時から光ファイバー２００へ光を入射させつつ、一端部２５０からの反射光の強度を測定した。

【0077】

図１３は金めっき中の反射光の強度（Ｉｔ）のうちめっき開始から０〜８秒の間を示すグラフである。図１４は金めっき中の反射光の強度（Ｉｔ）のうちめっき開始から９〜３９秒の間を示すグラフである。図１３のグラフにおいては複数のグラフ線は下の線ほど時間が経過した測定値である。一方、図１４のグラフにおいては複数のグラフ線は上の線ほど時間が経過した測定値である。

【0078】

図示するように、時間の経過が８秒までは、時間の経過と共に反射光の強度が減少している。一方、９秒以降は時間の経過と共に、反射光の強度が増加している。

【0079】

そして、この時間ごと無電解めっき液中における反射光の強度（Ｉｔ）と、空気中における反射光の強度（Ｉｂｌａｎｋ）から反射率（反射率＝Ｉｔ／Ｉｂｌａｎｋ）を算出した。

【0080】

図１５は金めっき中のめっき開始から０〜８秒の間の反射率を示すグラフである。図１６は金めっき中のめっき開始から９〜３９秒の間の反射率を示すグラフである。図１５のグラフにおいては複数のグラフ線は下の線ほど時間が経過した測定値である。一方、図１６のグラフにおいては複数のグラフ線は上の線ほど時間が経過した測定値である。

【0081】

反射率においても、８秒までは時間の経過と共に反射率が減少している。一方、９秒以降は時間の経過と共に反射率が増加している。

【0082】

図１７は、金めっきされる過程を示した模式図である。図１７Ａに示すように、コア２０１の表面に形成される金属薄膜２１０は、金めっき開始時はニッケル（Ｎｉ）だけである。この状態での金属薄膜の厚さをＴｍ０とする。その後、図１７Ｂに示すように、ニッケル（Ｎｉ）が金（Ａｕ）に置換されてゆく。このとき、全体の膜厚Ｔｍ１は一時的に薄くなる。これが０〜８秒の間に起きている。さらにその後、図１７Ｃに示すように、金（Ａｕ）のめっき量が多くなってくるに従い、膜厚Ｔｍ２が厚くなって光を多く反射するようになる。これが９〜３９秒の間に起きている。

【0083】

また、図１３〜１６から、約４５０〜６５０ｎｍにおいて反射率の時間変化が大きく見られることがわかる。

【0084】

図１８は、金めっき中の波長４６０ｎｍと６００ｎｍにおける反射率の時間変化を示すグラフである。図示するように、波長４６０ｎｍよりも、波長６００ｎｍの方が反射率の変化量が大きい。通常金は可視光領域である３００〜１０５０ｎｍにおいて反射光が認められるので、可視光領域の波長を用いればよいが、図１８から、波長６００ｎｍの反射が多いことがわかる。したがって、金めっきの際には、可視光領域である３００〜１０５０ｎｍでもよいし、好ましくは５５０〜６５０ｎｍ、より好ましくは６００ｎｍの波長を測定することで金が形成されてゆく過程での厚さの変化がわかり易いものとなる。

【0085】

以上により、光ファイバー表面プラズモン共鳴センサーが出来上がったので、実際に表面プラズモン共鳴が誘起されてセンサーとして使用可能か否かを検証した。

【0086】

金メッキを施した光ファイバー２００は無電解めっき液１０１から取り出した後、純水により洗浄し、乾燥させた。以下この金メッキを施した光ファイバー２００を光ファイバー表面プラズモン共鳴センサーという（以下では単にセンサーということもある）。

【0087】

乾燥後、空気中および水中において光ファイバー表面プラズモン共鳴センサーの反射光の強度を測定した。装置構成はめっきを行った際と同じでよいので、そのまま用いた。

【0088】

図１９は、光ファイバー表面プラズモン共鳴センサーによる空気中および水中における反射光の強度を測定した結果を示すグラフである。

【0089】

ここで、空気中における反射光の強度を測定する理由を説明する。既にめっき工程の説明でもしたように、光ファイバー表面プラズモン共鳴センサーは、コア２０１における光の透過損失や光源１０３および分光計１０４との接続損失などの影響によって、光の透過量には個体差がある。そこで、このような個体差を吸収するために、下記（２）式のとおり、空気中における反射光の強度（Ｉａｉｒ）を測定しておいて、サンプル中における反射光の強度（ここでは水（Ｉｗａｔｅｒ）を空気中における反射光の強度（Ｉａｉｒ）で割ることで規格化するのである。

【0090】

規格化した反射光の強度＝サンプル中における反射光の強度（Ｉｗａｔｅｒ）／空気中における反射光の強度（Ｉａｉｒ） …（２）
これによりセンサーの測定結果に対して、センサーの個体差による影響をなくすことができる（または少なくする）。

【0091】

図２０は、光ファイバー表面プラズモン共鳴センサーによる水中における反射光の強度を空気中における反射光の強度で規格化した結果を示すグラフである。図示するように、６３０ｎｍ付近に大きな谷がある。この谷部分（極小値）が水を測定したときのプラズモン共鳴波長ということになる。

【0092】

次に、めっき工程の際に得られた反射光の反射率と表面プラズモン共鳴との関係を検証した。

【0093】

これには、第１段階のニッケルめっき工程において、波長４６０ｎｍにおいて、反射率が１〜３となった時点でニッケルめっき用の無電解めっき液１０１から引き上げて、各サンプルセンサーを作製した。

【0094】

そして、各サンプルセンサーに対して、それぞれ第２段階における金めっき工程として、波長６００ｎｍにおいて、反射率が１．０、１．５、２．０となった時点で金めっき用の無電解めっき液１０１から引き上げて、引き上げ時の反射率の違うサンプルセンサーを作製した。

【0095】

そして、各サンプルセンサーについて、空気中および水中で表面プラズモン共鳴の測定を実施し、規格値を算出した。

【0096】

図２１は、めっき工程の際に得られた反射光の反射率と表面プラズモン共鳴との関係を示すグラフである。１．０、１．５、２．０の数値を付したグラフ線は、それぞれ金めっき時に引き上げた反射率を示している。

【0097】

図２１からわかるように、金めっき時の反射率１．５および２．０の表面プラズモン共鳴の測定結果の規格値は、１．０よりも明確に波長の谷が認められる。したがって、金めっきの際に、反射率の所定値として１．５〜２．０を設定しておき、無電解めっき中において、これらの値でめっき液１０１から引き上げてめっきを終了する。これにより、表面プラズモン共鳴を誘起させることのできる適正な厚さの金薄膜を形成できることになる。また、反射率１．５と２．０を比較すると、２．０の方がより明確に波長の谷が見られる。したがって、より好ましくは金めっきの際の反射率の所定値を２．０として、無電解めっき液１０１から引き上げるとよいことがわかる。

【0098】

さらにセンサーの検証を行うため、既知濃度の異なるスクロースの測定を行った。使用したサンプルセンサーは、反射率２．０で金めっき用の無電解めっき液１０１から取り出したものである。

【0099】

この実験結果から、反射光の強度の所定値または反射光の反射率の所定値は、実際に様々な強度や反射率で無電解めっき液１０１から引き上げたサンプルセンサーを作製して、表面プラズモン共鳴が確実に起きたサンプルセンサー作製時の強度や反射率を、あらかじめ決めた強度や反射率の所定値とすればよいことがわかる。そして、量産時には、この所定値を使用して、光ファイバー表面プラズモン共鳴センサーを製造すればよい。もちろん、所定値は、材料、仕様などに合わせて、また製造環境の変化などに応じて、適宜変更するものである。

【0100】

図２２は、異なる濃度のスクロースの光ファイバー表面プラズモン共鳴センサーによる測定結果の規格値を示すグラフである。図２２において複数のグラフ線はそれぞれ異なる濃度のスクロースを測定した結果の規格値を示すものである。また、図２３は、規格値によって得られた最も減衰した波長とスクロース濃度の関係を示すグラフである。

【0101】

図２２からわかるように、各測定結果を示すグラフ線は、最も減衰した波長の位置が異なることがわかる。各グラフ線の最も減衰した波長の位置と、既知のスクロース濃度との関係をプロットしたものが図２３である。縦軸のΔ波長は、スクロース濃度０（質量％）（すなわち純水）における規格値の最も減衰した波長を０として、そこからの波長の差である。

【0102】

図２３から、スクロースの既知濃度と規格値の最も減衰した波長の位置のずれ量が、非常にきれいに正比例していることがわかる。したがって、今回製作したサンプルセンサーは、光ファイバー表面プラズモン共鳴センサーとして正しく機能するものということができる。

【0103】

これら実施例の結果から、実験によって、表面プラズモン共鳴が誘起され易い金属薄膜２１０の厚さが得られるめっき工程での反射光の強度をあらかじめ求めておけば、これを所定値として、その後はこの所定値に、測定中の反射率が達した時点で光ファイバー２００を無電解めっき液１０１から引き上げることで、表面プラズモン共鳴に適した金属薄膜２１０をコア２０１の表面に形成できるようになる。

【0104】

以上説明した実施形態および実施例によれば、以下のような効果を奏する。

【0105】

（１）実施形態および実施例では、光ファイバー２００の露出させたコア２０１を含む一端部２５０を無電解めっき液１０１に浸漬するとともに、その一端部２５０の方向へ光を入射させて、一端部２５０からの反射光の強度を測定する。測定された反射光の強度は金属薄膜２１０の厚さと相関があるので、この反射光の強度に基づいて無電解めっき液１０１から光ファイバー２００を引き上げるタイミングを決定すれば、表面プラズモン共鳴に適した厚さの金属薄膜２１０をコア２０１の表面に形成することができる。

【0106】

引き上げるタイミングとしては、たとえば、測定中の反射光の強度があらかじめ求めておいた所定値に達した時点で引き上げるようにしてもよい。これによりに容易に表面プラズモン共鳴に適した金属薄膜２１０をコア２０１の表面に形成することができる。これは、たとえば、所定値を求めた光ファイバー２００と、その所定値によってめっきする光ファイバー２００が同一製品である場合、それらの個体差は少ないので、直接、反射光の強度を比較しても大きな誤差は発生しない。また、反射率を算出する手間がいらなくなるので、分光計１０４の測定値をユーザーが読み取って、所定値に達した時点で引き上げることもできる。

【0107】

また、引き上げるタイミングは、反射光の強度を直接用いるのではなく、これに代えて、反射率を用いてもよい（反射率＝（無電解めっき液中における反射光の強度）／（空気中における反射光の強度））。このような反射率を用いることで、たとえば、反射率の所定値を求めた光ファイバー２００と、これからめっきする光ファイバー２００とで個体差や損失の違いなどがあっても、確実に表面プラズモン共鳴を起こす金属薄膜２１０の厚さとなるように、無電解めっき液１０１から光ファイバー２００を引き上げることができる。

【0108】

また、実施形態および実施例によれば、均一な金属ナノ薄膜を形成させることができる。しかも、金属ナノ薄膜形成過程をリアルタイムで分光学的にモニタリングできる。このことは従来法では不可能であった。しかも、金属薄膜は無電解めっきにより形成されるため、従来法の真空蒸着やスパッタよりも均一な金属薄膜を容易に形成可能である。また、無電解めっき技術を利用した光ファイバー表面プラズモン共鳴センサーの感度は、非常に良いものである。これはプリズムを利用した表面プラズモン共鳴センサーと比較して同等である。このように実施形態および実施例は従来法の真空蒸着やスパッタと比較して、簡便、迅速に光ファイバー表面プラズモン共鳴センサーを製造することができる。しかも、従来法の真空蒸着装置やスパッタ装置などと比較して装置構成が簡単であり、操作も容易であるので非常に安価に製造可能である。

【0109】

そして、実施形態および実施例により製造された光ファイバー表面プラズモン共鳴センサーは、センサー部の微小化が可能であるため、細胞や生体組織の微小空間を対象とした生体分子計測に応用できる。具体的にはたとえば、溶液の屈折率測定、イムノアッセイ、生体高分子間の相互作用解析など、様々な用途に表面プラズモン共鳴センサーとして使用可能である。

【0110】

また、製造が容易になるため、商業的な利用範囲の広がりにも期待することができる。たとえば、様々な細胞の品質管理や組織検査等の臨床検査に応用できるようになる。また、表面プラズモン共鳴を利用した計測装置の小型化が容易になる。そのため、いつでも、誰でも、どこでも、様々な種類の分子を計測できるようになる（計測装置のユビキタス化）、さらに、医学および薬学の分野では、治療効果のモニタリングを目的として、ベットサイドや在宅で、医師や患者自身が疾患のバイオマーカーを簡便に計測できるようになる（ＰＯＣＴ：Ｐｏｉｎｔ ｏｆ Ｃａｒｅ Ｔｅｓｔｉｎｇ）。このため、個別医療を志向する上で有用な計測装置といえる。また、微小センサーであることを利用して、カテーテルや胃カメラとの複合計測装置へと応用可能である。つまり、Ｉｎ ｖｉｖｏで患部周辺のバイオマーカーを計測できる。また環境分野においても、フィールドでの計測が可能になる。

【0111】

（２）実施形態および実施例では、めっきする金属が反射する波長を含む光を光ファイバー２００へ入射させて、めっきする金属が反射する波長の強度を測定することとした。これにより、金属薄膜２１０のめっきされる厚さに対応した反射光の強度が得られる。

【0112】

（３）実施形態および実施例では、めっきする金属が金の場合には、可視光領域３００〜１０５０ｎｍ、好ましくは５５０〜６５０ｎｍの波長の光を反射光の強度として測定することとした。これにより表面プラズモン共鳴を誘起させるために適した厚さの金薄膜を形成することができる。

【0113】

（４）実施形態および実施例では、めっきする金属が金の場合には、第１段階としてニッケルの無電解めっきを行い、その後、第２段階として金の無電解めっきを行うこととした。これにより表面プラズモン共鳴を誘起させるために適した厚さの金薄膜を形成することができる。

【0114】

以上本発明を適用した実施形態および実施例について説明したが、本発明は上述した実施形態および実施例に限定されるものではない。上述した実施形態および実施例では、最終的に金薄膜を無電解めっきにより形成することしたが、金以外の金属でも、反射光の強度によってその膜厚を制御することができる。たとえば、第１段階でニッケルをめっきした後は、第２段階としてたとえば銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）などニッケルよりイオン化傾向の小さい金属であれば形成可能である。しかも、これら金属はいずれも光を反射する傾向がある。このため本実施形態および実施例同様に反射光の強度を測定して、適切な膜厚となるように無電解めっき液から引き上げることで、膜厚の制御が可能である。

【0115】

また、上述した実施例では、無電解めっき液から引き上げるタイミングを決める反射光の強度の所定値または反射率の所定値は、表面プラズモン共鳴が起きたか否かを確認することで決定した。これは、既に説明したように、確実に表面プラズモン共鳴が誘起される金属薄膜を形成できるタイミングを見極めるためである。しかしこれに代えて、たとえば、表面プラズモン共鳴が起きたときの膜厚を測定し、そのような膜厚となる反射光の強度や反射率となるように所定値を決めてもよい。

【0116】

そのほか、本発明は、特許請求の範囲に記載された技術思想に基づいて様々な形態として実施可能であり、それらもまた本発明の範疇である。

【符号の説明】

【0117】

１００ 光ファイバー表面プラズモン共鳴センサーの製造装置、
１０１ 無電解めっき液、
１０２ めっき槽、
１０３ 光源、
１０４ 分光計、
１０５ パソコン、
２００ 光ファイバー、
２０１ コア、
２０２ クラッド、
２０３ ジャケット、
２１０ 金属薄膜、
２５０ 一端部。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】