基于Au-Ag复合膜的光纤表面等离子体共振传感器理论仿真研究.pdf

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1、第34卷第3期2012年6月光学仪器0P兀CALINsTRUMENTSVoL34．No．3June，2012文章编号：1005—5630(2012)03一0091一04基于Au—Ag复合膜的光纤表面等离子体共振传感器理论仿真研究*刘超，张坤，孙祺，牟海维(东北石油大学电子科学学院，黑龙江大庆163318)摘要：为增强基于Ag膜光纤表面等离子体共振(SPR)传感器的抗氧化能力，可将Au膜镀于Ag膜表面。利用TFCalc软件对不同厚度Ag膜和Au—Ag复合膜的光纤SPR传感特性进行理论仿真研究。仿真结果表明：光纤SPR吸收峰显著依赖于Ag膜厚度，当Ag膜厚度由40nln逐渐增加到80n

2、nl时，共振吸收峰的半峰全宽逐渐减小，且共振波长随Ag膜厚度的增大而减小，共振波长变化范围较小，仅为7nln左右；Au膜的引入对共振吸收峰反射率影响不大，不同厚度Au-Ag复合膜的SPR共振波长随Au膜厚度的增大而增大。关键词：表面等离子体共振；光纤；反射率曲线中图分类号："IN253；TP212．14文献标识码：Adoi：10．3969／j．issn．1005—5630．2012．03．019ResearchontheoreticalsimulationofopticalfibersurfaceplasmonresonancesensorbasedOilAu-Agcomposit

3、ethinfilmsLIUChao，ZHANGK甜行，SUNQi，MUHaiwei(CollegeofElectronicScience，NortheastPetroleumUniversity，Daqing163318，China)Abstract：Inordertoimprovetheanti-oxidationabilityofopticalfibersurfaceplasmonresonancesensorbasedonsilverthinfilms。itispossibletode—positgoldthinfilmontosilverthinfilm．Thereflec

4、tivespectralpropertiesofthesensorswithdifferentthicknessofAgandAu-AgthinfilmshavebeeninvestigatedbymeansofTFCalcsoftware．TheresultsofthesimulationshowthattheresonanceabsorbingpeaksofopticalfiberSPRremarkablydependonsilverthickness．Thefull—widthhalf-maximumoftheresonanceabsorbingpeakdecreaseswh

5、enthefilmthicknessofsilverthinfilmincreasesfrom40nlTltO80am．ItiSalsofoundfromthesimulationresultsthattheresonancewavelengthdecreaseswithincreasingsilverfilmthicknessandthevariationrangeOftheabsorbingwavelengthisasnarrowaslessthan7nm．Moreover，itisalsofoundthatthegoldthinfilmhasn0significanteffe

6、ctonthereflectivityoftheresonanceabsorbingpeaks，andtheabsorbingwavelengthincreaseswiththeincreaseofthethicknessofgoldthinfilmintheAu-Agcompositefilms．Keywords：surfaceplasmonresonance；opticalfiber；refleetivitycurve‘收稿日期：作者简介：2011一12—19国家自然科学基金资助项目(51101027)；黑龙江省留学归国科学基金资助项目(122009C11)；黑龙江省高校青年学

7、术骨干资助项目(1251(5004)；黑龙江省教育厅科技项目(12511004)刘超(1978一)，男，黑龙江木兰人，副教授，博士，主要从事传感测试技术及磁驱动形状记忆合金薄膜等方面的研究。·92·光学仪器第34卷引言表面等离子体共振(surfaceplasmonresonance，SPR)传感技术因其对外界介质折射率(介电常数)的微小变化极其敏感而广泛应用于物质浓度、含量、温度以及能够引起折射率变化的相关参数等物理量的测量与检测，在生物医学、环境污染、食品安全以及石