表面等离子体共振传感器组成部件光学特性的研究

在研制表面等离子体共振传感器的过程中,有效掌握组成部件随外部环境的性能变化具有非常重要的意义.根据经典的Kretschmann耦合模型,针对表面等离子体共振传感器的组成部件进行了研究,分析传感器各个组成部件的折射率在不同入射光波长和环境温度下变化的规律,根据获得的数据给出了相应的拟合公式,获得了组成部件参数变化对传感器探测性能的影响程度,以期用以试验结果的正确修正.     

一种基于表面微结构提高LED光提取率的方法

针对提高发光二极管（LED）光提取率问题,利用LED的发光和表面等离子原理,采用严密耦合波计算方法,在LED表面添加金属周期性亚波长微结构,使表面等离子体耦合的逆过程向另一侧低折射率介质（空气）中辐射出可见光,可增加入射光提取。对不同周期的金属微结构进行模拟,结果表明,金属表面薄膜厚度对表面等离子体产生的影响在临界角25°～40°范围内,微结构不仅使表面等离子再次耦合为透射光,而且还增大了共振峰的深度与宽度。     

石墨烯增敏的光纤表面等离子共振传感器优化设计

基于多层膜矩阵理论,系统研究了包层半径、镀层厚度、石墨烯层数和外界环境折射率多个结构设计参数对光纤表面等离子共振光谱特性的影响机制。模拟结果证明:石墨烯层确实能增强折射率传感灵敏度,且置于多模光纤和金膜之间效果更好;随着石墨烯层数的增加,共振波长右移;在其它相关参数限定后,光纤包层半径越小,折射率传感灵敏度越高;随着金膜厚度增大,共振波长增大,透射光强反而减小;外界环境折射率增大,共振谱中心波长线性右漂,光强增强。     

波长指示型表面等离子共振传感器的研究

介绍了自行设计的波长指示型表面等离子共振传感器装置,该装置由光源系统,传感器系统及测试系统三部分组成.通过固定入射角,以波长为变量,利用检测反射光归一化光谱强度的方法,进行化学液体的等离子共振现象的研究.在实验中,利用去离子水作为待测样品,每隔一周监测其表面等离子共振现象,结果表明该传感器装置具有良好的稳定性和重复性.该装置可以实现酒精溶液质量分数的测量且具有较高的灵敏度.实验数据显示,该装置对质量分数为0%~40%酒精溶液检测时,其灵敏度为0.3%;对质量分数为40%~60%溶液检测时,其灵敏度为0.5%.     

基于新型拼接光子晶体光纤的SPR葡萄糖浓度传感器

本文提出了一种基于表面等离子体共振(SPR)技术的光纤传感器并应用于葡萄糖浓度检测。采用光纤熔接机拼接多模光纤-光子晶体光纤-光子晶体光纤-多模光纤(MPPM)的结构,然后利用磁控溅射在其表面沉积金膜。对传感区的金膜进行巯基乙胺修饰,采用戊二醛固定葡萄糖氧化酶(GOD),使传感器具备了葡萄糖特异性识别功能,并实现了低浓度葡萄糖传感,在0-0.8 mg/mL的浓度范围内表现出良好的线性关系,并且获得了29.61 nm/(mg/mL)葡萄糖灵敏度,拟合系数达到了~0.954。得益于其易制备、良好的生物相容性以及优异的传感性能,该光纤SPR传感器有望成为生物医学领域中具有发展潜力的传感器之一。     

基于空心光纤多模干涉的折射率传感器研究

基于空心光纤(HF)多模干涉原理提出一种新颖光纤折射率传感器,实现了对环境溶液折射率的测量。这种光纤折射率传感器不仅制作简单、成本低廉,而且为波长编码、抗干扰性好。实验表明,这种光纤折射率传感器其有效传感范围为1.333～1.450,并且当溶液折射率小于1.40时,特征波长与折射率近似呈线性关系,灵敏度为88.07 nm。针对相同折射率不同溶质的溶液,传感器出射光谱能量差异表明,该结构的光纤传感器在物质检测方面有着潜在的应用。     

光纤表面等离子体共振生物探针的研究

最近发展起来的表面等离子体共振光化学传感器由于其高灵敏度、高选择性而引起了人们的极大兴趣。此种传感方式在蛋白质等生物大分子的测定，生物过程动力学分析，荧光免疫研究等方面显示了极大的应用潜力。若以针尖小于０．１μｍ的单模光纤做探头，可望实现活体，在线，微区分析。     

折射率导引型微结构光纤特性与传感应用

主要讨论折射率波导型微结构光纤,这种光纤的光波是借助于折射率波导完成光能量传输的.其微结构种类主要有多芯光纤、线性阵列芯光纤、环形阵列芯光纤等多种.概述了这类微结构光纤的制备方法,给出了其折射率分布特性,讨论了其若干传感应用实例.     

光纤表面等离子体共振生物探针的研究

最近发展起来的表面等离子体共振光化学传感器由于其高灵敏度、高选择性而引起了人们的极大兴趣。此种传感方式在蛋白质等生物大分子的测定、生物过程动力学分析、荧光免疫研究等方面显示了极大的应用潜力。若以针尖小于０．１μｍ的单模光纤做探头，可望实现活体、在线、微区分析。     

一种开放性悬芯光纤SPR传感器结构设计与性能优化

为了同时兼顾实时流体传感与高灵敏度检测需求,结合开放式悬芯光纤与表面等离激元共振技术,设计了一种开放式三孔悬芯光纤表面等离激元共振(SPR)传感器结构.其特点是悬芯光纤中的一个大气孔对外开放,并在此气孔内侧沿着纤芯轴向设置大小、间距相同的金圆柱结构.金圆柱的存在可以激发SPR效应,通过选择合适的圆柱间距可以有效增强SPR效应与传感器灵敏度.分析了金圆柱直径、间隔和被测流体的折射率变化对传感器的传输损耗谱、场增强效应和灵敏度的影响.分析结果表明,所提出的传感器参数经优化设计后,其SPR传感灵敏度可以高达2.5×10~(-4) nm/RIU.本文研究内容对相关实时光纤SPR传感器设计具有参考价值.