基于对称金属包覆波导的有毒物质的荧光检测

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4、得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：签字日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解江西师范大学研究生院有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权江西师范大学研究生院可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、

5、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本授权书）学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日基于对称金属包覆波导的有毒物质的荧光检测摘要以平板介质光波导为基础模型，结合麦克斯韦方程组、边界条件等电磁学知识，分析研究了波导中的模式、光的色散以及电磁场在波导中的分布等问题。研究了基于平板介质波导制作而成的对称金属包覆波导的各项性质，分析了对称金属包覆波导作为传感器的理论知识，分析了光场在对称金属包覆波导中激发超高阶导模的过程，以及光场在对称金属包覆波导中的增强效应。使用FDTD软件仿真模拟了光场在对称金属包覆波导中的增强效应。利用对称金属包覆波

6、导制作传感器，由于对称金属包覆波导的上下表面镀的金属膜一般都为黄金、白银或者铝等，而金属的介电常数实部相对于其虚部是一绝对值较大的负数，所以波导的有效折射率可以是非常小的一个数值，使得光在自由空间上就能直接耦合进入波导腔中，光场在对称金属包覆中能激发出一系列的超高阶导模，只有满足导模所对应的色散方程的光才能在波导腔中传播。通过软件模拟对称金属包覆波导结构得到全反射吸收（ATR）谱图，当谱线处在最低点时意味着反射光最小，耦合进入波导中的光能最大，光在波导腔中的增强效应最强。使用FDTD软件验证对称金属包覆波导对进入其中的光场的增强效应，由于计算机内存的限制，设置

7、的结构是一个几十微米尺度的等比例缩小的对称金属包覆波导结构模型。当光强为1的入射光在特定波长以特定角度照射在对称金属包覆波导上表面时，得出的仿真结构显示光强最大能增强8倍。基于对称金属包覆波导对光场的增强效应可以用于检测一些能够被激发出荧光的物质，并通过相关的计算得出被检测物质的浓度。使用上述方法对罗丹明B溶液的浓度进行了相关的检测，实验结果显示使用该方法对罗丹明B溶液的检测浓度最低达到了19.3ng/mL，远远低于其他的检测方法，并且检测的时间极短，操作十分简便。样品的需求量也很小，避免了由于样品取样不足而达不到检测要求的问题。该方法对其他能激发出荧光的溶液

8、都适用，例如亚甲基蓝溶液等等。基于对称