光纖SPR效應(yīng)數(shù)值模擬及內(nèi)置調(diào)制層型共振傳感器研究.pdf

1、表面等離子體共振效應(yīng)傳感器（Surface Plasmon Resonance Sensor，SPRS）是以高折射率光波導(dǎo)和貴金屬薄膜為基體的光學(xué)傳感器件。由于SPR傳感器具有高靈敏度、抗干擾、響應(yīng)速度快、無損檢測等諸多優(yōu)點，因此在生物醫(yī)學(xué)、環(huán)境監(jiān)測、食品衛(wèi)生等對各領(lǐng)域有著極大的發(fā)展?jié)摿?。為提高光纖SPR傳感器整體性能，增加光纖SPR傳感器的應(yīng)用領(lǐng)域，使其可以發(fā)揮更大的作用得到更大范圍的實際應(yīng)用，本文主要研究內(nèi)容包括以下幾個部分：

2、>　　首先，研究了表面等離子體波與金屬表面等離子體波互相作用激發(fā)SPR效應(yīng)的原理和條件。針對內(nèi)調(diào)制層型、外調(diào)制層型光纖SPR傳感器，通過Optiwave軟件中建立模型進行時域有限差分數(shù)值仿真，對光波能量的傳輸分布進行了研究，為光纖 SPR傳感器的進一步研究提供了理論支持。
　　其次，提出了一種基于內(nèi)調(diào)制層結(jié)構(gòu)的光纖 SPR傳感器模型，并構(gòu)建了基于該傳感模型的液體折射率檢測系統(tǒng)。通過在金膜與纖芯的內(nèi)側(cè)増覆具有不同厚度和屬性的光學(xué)透明

3、薄膜作為內(nèi)調(diào)制層，可以構(gòu)成性能獨特的光電復(fù)合薄膜，起到同時調(diào)節(jié)倏逝波矢量和金膜表面等離子體波矢量的作用。這種共振機理模型不僅可以調(diào)節(jié)共振光譜偏移范圍，還能夠為實現(xiàn)傳感器靈敏度調(diào)節(jié)提供依據(jù)。研制了內(nèi)調(diào)制層結(jié)構(gòu)的光纖SPR傳感探針，并考察了其溫度敏感特性。
　　最后，通過對光纖 SPR共振光譜信號中噪聲源屬性進行分析，提出了利用閾值小波包分解對含噪模擬共振信號和實際測量所得共振光譜信號進行降噪濾波。結(jié)果表明，信號中噪聲能夠被有效濾除，