光纖SPR效應(yīng)數(shù)值模擬及內(nèi)置調(diào)制層型共振傳感器研究.pdf

1、表面等離子體共振效應(yīng)傳感器（Surface Plasmon Resonance Sensor，SPRS）是以高折射率光波導(dǎo)和貴金屬薄膜為基體的光學(xué)傳感器件。由于SPR傳感器具有高靈敏度、抗干擾、響應(yīng)速度快、無損檢測等諸多優(yōu)點(diǎn)，因此在生物醫(yī)學(xué)、環(huán)境監(jiān)測、食品衛(wèi)生等對各領(lǐng)域有著極大的發(fā)展?jié)摿Α樘岣吖饫wSPR傳感器整體性能，增加光纖SPR傳感器的應(yīng)用領(lǐng)域，使其可以發(fā)揮更大的作用得到更大范圍的實(shí)際應(yīng)用，本文主要研究內(nèi)容包括以下幾個(gè)部分：

2、>　　首先，研究了表面等離子體波與金屬表面等離子體波互相作用激發(fā)SPR效應(yīng)的原理和條件。針對內(nèi)調(diào)制層型、外調(diào)制層型光纖SPR傳感器，通過Optiwave軟件中建立模型進(jìn)行時(shí)域有限差分?jǐn)?shù)值仿真，對光波能量的傳輸分布進(jìn)行了研究，為光纖 SPR傳感器的進(jìn)一步研究提供了理論支持。
　　其次，提出了一種基于內(nèi)調(diào)制層結(jié)構(gòu)的光纖 SPR傳感器模型，并構(gòu)建了基于該傳感模型的液體折射率檢測系統(tǒng)。通過在金膜與纖芯的內(nèi)側(cè)増覆具有不同厚度和屬性的光學(xué)透明

3、薄膜作為內(nèi)調(diào)制層，可以構(gòu)成性能獨(dú)特的光電復(fù)合薄膜，起到同時(shí)調(diào)節(jié)倏逝波矢量和金膜表面等離子體波矢量的作用。這種共振機(jī)理模型不僅可以調(diào)節(jié)共振光譜偏移范圍，還能夠?yàn)閷?shí)現(xiàn)傳感器靈敏度調(diào)節(jié)提供依據(jù)。研制了內(nèi)調(diào)制層結(jié)構(gòu)的光纖SPR傳感探針，并考察了其溫度敏感特性。
　　最后，通過對光纖 SPR共振光譜信號中噪聲源屬性進(jìn)行分析，提出了利用閾值小波包分解對含噪模擬共振信號和實(shí)際測量所得共振光譜信號進(jìn)行降噪濾波。結(jié)果表明，信號中噪聲能夠被有效濾除，