表面等離子體波傳感器結(jié)構(gòu)仿真及其信號處理.pdf

1、表面等離子體共振（SPR）技術(shù)通過測量金屬表面附近折射率的變化來研究物質(zhì)的性質(zhì)，是一種簡單、直接的傳感技術(shù)。該技術(shù)已從原理性研究向應(yīng)用性研究飛速發(fā)展，SPR傳感器在生化檢測、環(huán)保及食品監(jiān)測等諸多領(lǐng)域具有極大的發(fā)展?jié)摿Α?首先，本文對波長調(diào)制型棱鏡SPR傳感器的工作原理進(jìn)行了理論研究，討論了入射光角度、金屬鍍膜材料、金屬膜厚度及介電常數(shù)、棱鏡折射率、環(huán)境介質(zhì)的折射率以及多層膜結(jié)構(gòu)等系統(tǒng)參數(shù)對SPR光譜的影響，為實際應(yīng)用中棱鏡SPR

2、檢測系統(tǒng)光學(xué)參數(shù)的選擇提供了理論依據(jù)。 其次，對光纖SPR傳感器的工作原理進(jìn)行了研究，對光纖探頭芯徑、探頭長度，金屬膜種類和厚度、環(huán)境介質(zhì)折射率及調(diào)制層等結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化。通過實驗驗證了光纖SPR檢測系統(tǒng)在不同折射率環(huán)境介質(zhì)中的特性。同時，在對棱鏡型和光纖型SPR傳感器理論分析的基礎(chǔ)上，采用MATLAB7的GUIDE工具對SPR傳感器進(jìn)行模擬仿真，以可視化的方式來研究SPR傳感器反射光譜與各系統(tǒng)參數(shù)之間的關(guān)系。 再次，

3、對分布式光纖SPR傳感器的工作原理進(jìn)行了分析研究，并對其分辨率和檢測范圍進(jìn)行了初步探討。在分立式光纖SPR檢測系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，建立了兩種簡單的分布式SPR傳感結(jié)構(gòu)，并通過實驗研究了這兩種分布式光纖SPR傳感器在不同折射率環(huán)境介質(zhì)中的傳感特性。 最后，利用小波分析方法對SPR檢測系統(tǒng)進(jìn)行了信號處理，校正了由于噪聲所產(chǎn)生的共振波長的漂移，并對SPR光譜信號進(jìn)行了壓縮處理。同時利用多分辨率分析的方法將分布式SPR光譜中的重疊信號進(jìn)行分離