基于光子晶體光纖的表面等離子共振傳感器的研究.pdf

1、在日常生產(chǎn)生活中的許多重要領(lǐng)域中，比如醫(yī)藥、環(huán)境、生物、食品等等，對(duì)于生化物質(zhì)的檢測(cè)和分析有著廣泛的需求。
　　 采用光子晶體光纖制作傳感器是傳感器領(lǐng)域研究的一大熱點(diǎn)，而基于表面等離子體共振效應(yīng)(SPR)光子晶體光纖傳感器是其重要發(fā)展方向，尤其表面等離子共振傳感技術(shù)在生化物質(zhì)檢測(cè)傳感領(lǐng)域中有著巨大的應(yīng)用潛力。因此，對(duì)光子晶體光纖表面等離子共振傳感器進(jìn)行研究具有重要意義。
　　 文章在基于光子晶體光纖表面等離子共振傳感器研

2、究中，使用有限元軟件COMSOL Multiphysics構(gòu)建光纖模型，分析傳感器特性，逐步優(yōu)化結(jié)構(gòu)，并進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證和分析。
　　 本文的主要內(nèi)容和創(chuàng)新點(diǎn)歸納如下：
　　 1)全面介紹了PCF和SPR的基本概念、特點(diǎn)以及發(fā)展?fàn)顩r，詳細(xì)分析了SPR傳感的基本原理，為設(shè)計(jì)和應(yīng)用SPR傳感器提供了相關(guān)的理論基礎(chǔ)。
　　 2)針對(duì)在微米量級(jí)的氣孔內(nèi)鍍膜操作的巨大困難性和難以重復(fù)使用的缺點(diǎn)，提出使用填充納米金屬線結(jié)構(gòu)

3、的光子晶體光纖來(lái)實(shí)現(xiàn)表面等離子共振傳感。利用有限元法對(duì)該結(jié)構(gòu)光纖在不同波長(zhǎng)處的光場(chǎng)分布進(jìn)行了模擬計(jì)算，并從共振波長(zhǎng)及光強(qiáng)檢測(cè)兩個(gè)方面分別討論了它們的傳感特性。數(shù)值仿真結(jié)果表明經(jīng)過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)的傳感器結(jié)構(gòu)，其光譜和光強(qiáng)檢測(cè)靈敏度可以達(dá)到4×10-5～5×10-5 RIU，并且傳感器的加工制作有望得到簡(jiǎn)化。
　　 3)從實(shí)用角度出發(fā)，提出聚合物光子晶體光纖用于光子晶體光纖表面等離子共振傳感器，這種光纖采用聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)制作