光纤表面等离子体共振传感器的优化设计

《光纤表面等离子体共振传感器的优化设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、光纤表面等离子体共振传感器的优化设计ＯｔｉｍｕｍＤｅｓｉｎｏｆｔｈｅＯｔｉｃａｌＦｉｂｅｒｐｇｐＳｕｒｆａｃｅＰｌａｓｍｏｎＲｅｓｏｎａｎｃｅＳｅｎｓｏｒ工程领域：光学工程作者姓名：薛萌指导教师：刘琨副教授企业导师：廖志杰高级工程师天津大学精密仪器与光电子工程学院二零一七年十二月独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研宄工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得天津大学或其他教育机构的学位或

2、证书而使用过的材料一己在论文。与我同工作的同志对本研宄所做的任何贡献均，中作了明确的说明并表示了谢意。＂学位论文作者签名：Ｍ签字日期：＾丨年／＞月６日；学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权天津大学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，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：沿甸导师签名＾６１签字日期：年丨明日

3、签字日期年丨月＾摘要光纤传感器具有体积小、结构简单、抗电磁干扰等优点，结合表面等离子体共振（ＳＰＲ）技术实时检测、响应速度快、灵敏度高、所需样本少且无需标记的特点，在生物化学检测领域具有强大的优势。这使得光纤ＳＰＲ传感器受到了国Ｒ传感器。内外研宄者的广泛关注，各种新颖的光纤ＳＰ结构被不断报道本文首先介绍了当前光纤ＳＰＲ传感器的种类和研宄现状，分析了表面等离一步提高光纤子体共振的激发原理。在此基础上，为了进ＳＰＲ传感器的传感性能，分别利用多层膜传输矩阵方法和有限元分析方法对光纤ＳＰＲ传感器进行优化设计：，主要

4、开展了以下几个方面的研宄工作１．通过ＭＡＴＬＡＢ软件进行数值仿真，研宄了金属层材料及厚度对多模光纤ＳＰＲ传感器性能的影响。利用电介质层和金属层的不同组合方式，设计了基于多模光纤的ＣＰＷＲ、ＬＲＳＰＲ和ＷＣＳＰＲ传感器，分析了它们的折射率传感特性。２ＭＬＭｕｌｔｉＵ型Ｄ型Ｒ传感．采用ＣＯＳＯｐｈｙｓｉｃｓ软件设计了和单模光纤ＳＰ器，研宄了在金属层外增加电介质调制层对损耗光谱特征的影响，分析了调制层厚度与折射率传感灵敏度的关系。３．三种不同结构的设计了甘油浓度和温度双参量传感器，利用传感器光谱中不同谐振峰对温度和浓度灵敏

5、度不同的特点，通过分析相应的谐振波长变化，实现了双参量同时传感解调。４．采用磁控溅射法实验制备了塑料包层石英光纤ＳＰＲ传感器并对传感器进行封装，搭建了光纤ＳＰＲ传感系统，对温度和折射率进行了测量，灵敏度最高°－〇．２４ｎｍ／Ｃ４９５９．６６ｎｍ／ＲＩＵ。分别能达到和关键词：光纤传感器，，双参量传感，表面等离子体共振，有限元方法多层膜ＩＡＢＳＴＲＡＣＴＯｔｉｃａｌｆｉｂｅｒｓｅｎｓｏｒｈａｓｔｈｅａｄｖａｎｔａｇｅｓｏｆｓｍａｌｌｓｉｚｅｓｉｍｌｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｓｔｒｏｎｐ，ｐｇ

6、ｒｅｓｓｔａｎｃｅｔｏｅｅｃｔｒｏｍａｎｅｔｃｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ．Ｍｅａｎｗｈｉｌｅｔｈｅｓｕｒｆａｃｅｌａｓｍｏｎｒｅｓｏｎａｎｃｅｉｌｇｉｉ，ｐＳＰＲｄｅｔｅｃｔｔｔｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｒｅａｌ－ｔｉｍｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎｆａｓｔｉｏｎｅｃｈｎｏｌｏｈａｓｈ（）ｇｙ，ｒｅｓｐｏｎｓｅ，ｈｉｇｈｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ，ｌｏｗｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｆｏｒｔｈｅａｍｏｕｎｔｏｆｓａｍｐｌｅｓａｎｄｌａｂｅｌｆｒｅｅ．Ｔｈｅｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｏｆｔｗｏ

7、ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓｈａｓａｐｏｗｅｒｆｕｌａｄｖａｎｔａｇｅｉｎｔｈｅｂｉｏｃｈｅｍｉｃａｌｓｅｎｓｉｎｇ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｔｈｅｏｐｔｉｃａｌｆｉｂｅｒＳＰＲｓｅｎｓｏｒｈａｓｒｅｃｅｉｖｅｄｔｈｅｗｉｄｅｓｐｒｅａｄａｔｔｅｎｔｉｏｎｆｒｏｍｄｏｍｅｓｔｉｃａｎｄｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌｓｃｈｏｌａｒｓ．ＡｌｌｋｉｎｄｓｏｆｎｏｖｅｌｏｐｔｉｃａｌｆｉｂｅｒＳＰＲｓｅｎｓｏｒｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｈａｖｅｂｅｅｎｃｏｎｓｔａｎｔｌｙｒｅｏｒｔｅｄ．ｐ

8、Ｉｎｔｈｉｓａｅｒｔｈｅｃｕｒｒｅｎｔｔｅｓａｎｄｒｅｓｅａｒｃｈｓｔａｔｕｓｏｆｏｔｉｃａｌｆｉｂｅｒ