光纤表面等离子体波传感器的温度特性的研究 被引量：3

1

作者 曹振新 粱大开 郭明江 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2003年第1期31-34,共4页

本文从粒子振动的角度讨论了光纤表面等离子体波传感器对于温度的敏感特性。对于金属 /介质的表面等离子体波传感器 ,在界面处产生的等离子体振动实质是大量电子的集体振荡。在某一特定的波长的P光激励下 ,电子吸收了光子的能量而改变... 本文从粒子振动的角度讨论了光纤表面等离子体波传感器对于温度的敏感特性。对于金属 /介质的表面等离子体波传感器 ,在界面处产生的等离子体振动实质是大量电子的集体振荡。在某一特定的波长的P光激励下 ,电子吸收了光子的能量而改变了原来的运动方式 ,当激励的光信号与电子群的固有振荡频率一致时 ,大量的电子振动变为一种谐振。由于界面处的电子密度与温度是密切相关的 ,不同的温度时密度不同———温度越高 ,电子的密度越大 ,而电子群的集体振荡又与电子的密度密切相关。所以温度的变化将对等离子体的共振频率产生非常重要的影响。利用了这一效应来补偿环境介质的温度变化 ,可以克服环境温度对测试所带来的影响。此外 ,本文也讨论了采用光纤SPW传感器可以进行多参数的测量。 展开更多

关键词 光纤表面等离子体波传感器 温度 温度补偿 多参数测量 等离子体波

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光纤表面等离子体波传感器的理论研究 被引量：10

2

作者 曹振新 吴乐南 +1 位作者 王兴 戴戈 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第5期582-584,共3页

利用光纤表面等离子体共振 (SPR)技术设计了光纤表面等离子体波传感器 .该传感器与传统棱镜SPR传感器相比有很多优点 .由于引入了光纤结构 ,SPR传感器的计算变得相当复杂 .此前 ,由于不能准确计算 ,其设计主要依赖于经验 ,从而严重影响... 利用光纤表面等离子体共振 (SPR)技术设计了光纤表面等离子体波传感器 .该传感器与传统棱镜SPR传感器相比有很多优点 .由于引入了光纤结构 ,SPR传感器的计算变得相当复杂 .此前 ,由于不能准确计算 ,其设计主要依赖于经验 ,从而严重影响了所设计的传感器的性能 .根据光纤SPR传感器的特点 ,在一定条件下把斜线作为子午线来处理 ,推导了光纤SPR传感器中总反射系数的计算公式 ,实现了对光纤SPR传感器的理论计算过程 ,同时与实验结果进行了对比 ,结果表明理论计算结果与实验相吻合 ,从而为系统地分析光纤SPR传感器的性能提供了一个有效的手段 ,并且为实际设计光纤SPR传感器提供了理论依据 . 展开更多

关键词 物理光学 光纤传感器 表面等离子体波共振

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光纤表面等离子体波传感器中共振波长的理论计算 被引量：3

3

作者 朱彩莲 曹振新 +1 位作者 吴乐南 杨洋 《传感技术学报》 CAS CSCD 2004年第1期136-139,共4页

光纤SPR传感器是一种新型传感器 ,可在多个领域实现远距离实时在线监测。根据表面等离子体波的共振条件计算了光纤SPR传感器的关键参数———共振波长 ,并且给出在一定条件下传感器的最大量程。为光纤SPR传感器的设计提供了有力的工具。

关键词 光纤SPR传感器 表面等离子体波 共振波长 量程

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应用于折射率检测的光纤表面等离子体波传感器的研究

4

作者 邱浩 梁大开 +2 位作者 温卫东 杨红 陶宝祺 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2001年第1期26-27,共2页

光纤表面等离子体波传感器具有结构简单、灵敏度高等特点 ,在机敏结构中具有非常重要的应用前景。运用光纤表面等离子体波来测量折射率是一种简便、灵敏的方法 ,我们可以利用这一特性制作出通过检测折射率对复合材料进行固化检测的光纤... 光纤表面等离子体波传感器具有结构简单、灵敏度高等特点 ,在机敏结构中具有非常重要的应用前景。运用光纤表面等离子体波来测量折射率是一种简便、灵敏的方法 ,我们可以利用这一特性制作出通过检测折射率对复合材料进行固化检测的光纤表面等离子体波传感器。 展开更多

关键词 表面等离子体波 光纤传感器 折射率

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D型环光子晶体光纤表面等离子体共振传感器

5

作者 刘旭安 杨克成 +3 位作者 胡新广 姜小刚 罗伟漩 陈达如 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期835-840,共6页

提出了一种中红外波段宽范围低折射率检测的D型环双芯光子晶体光纤表面等离子体共振传感器。该结构为一个D型环,并在其内外表面都沉积一层金属层。采用全矢量有限元方法分析了该传感器的性能。结果表明,该传感器可以在中红外波段实现低... 提出了一种中红外波段宽范围低折射率检测的D型环双芯光子晶体光纤表面等离子体共振传感器。该结构为一个D型环,并在其内外表面都沉积一层金属层。采用全矢量有限元方法分析了该传感器的性能。结果表明,该传感器可以在中红外波段实现低折射率传感,并具有高传感灵敏度特性。分析物的折射率可检测范围为1.20~1.38,平均波长灵敏度和最大波长灵敏度可分别达到13717 nm/RIU和21150 nm/RIU,分辨率可达到1.94×10^(-5) RIU。该传感器可在化学、生物以及环境检测等领域有重要的应用。 展开更多

关键词 光纤传感器 光子晶体光纤 表面等离子体共振 波长灵敏度

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多通道光纤表面等离子体波共振传感器研究 被引量：3

6

作者 曾捷 梁大开 +2 位作者 张晓丽 万艳 曾建民 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第3期508-513,共6页

研究了一种采用2×n型特种耦合器构建的多通道光纤表面等离子体波共振(SPR)传感器模型。应用空分复用原理和多层膜反射理论分析了SPR共振效应在若干光纤探针中连续被激励的基本原理。数值模拟和实验结果表明,研制的双通道光纤SPR探... 研究了一种采用2×n型特种耦合器构建的多通道光纤表面等离子体波共振(SPR)传感器模型。应用空分复用原理和多层膜反射理论分析了SPR共振效应在若干光纤探针中连续被激励的基本原理。数值模拟和实验结果表明,研制的双通道光纤SPR探针能够达到与常规单通道探针相同的检测灵敏度。这种新型多通道传感模型的特点在于,各通道探针特性可根据待测检测目标进行选择替换,通道数目可以根据实际待测参量进行调节,并适用于对处于不同空间位置目标液体参量进行检测的情况。 展开更多

关键词 光纤光学 表面等离子体波共振 多通道 液体介质

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光纤表面等离子体共振传感器研究进展 被引量：12

7

作者 江秀明 陈志春 +1 位作者 杨绍明 林贤福 《传感技术学报》 CAS CSCD 2003年第1期74-77,共4页

以光纤传输技术和表面等离子体共振技术有机结合的光纤表面等离子体共振传感器 ,是实现微量生物和化学活性物质定量测定的重要技术之一。介绍了表面等离子体共振的基本原理。

关键词 表面等离子体共振 光纤 传感器 化学传感器 生物传感器

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表面等离子体共振类熊猫型光子晶体光纤传感器 被引量：8

8

作者 邴丕彬 姚建铨 +3 位作者 黄晓慧 陆颖 邸志刚 杨鹏飞 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2011年第7期784-787,共4页

分析了基于表面等离子体共振类熊猫型的光子晶体光纤传感器,采用基于全矢量有限元法(FEM)对光纤模式进行了数值计算,在各向异性完美匹配层(PML)边界条件下,求解模场的有效折射率。讨论了各个参量的尺寸对传感的影响。计算表明,激发的等... 分析了基于表面等离子体共振类熊猫型的光子晶体光纤传感器,采用基于全矢量有限元法(FEM)对光纤模式进行了数值计算,在各向异性完美匹配层(PML)边界条件下,求解模场的有效折射率。讨论了各个参量的尺寸对传感的影响。计算表明,激发的等离子体对环境介质折射率的变化非常敏感,所设计传感器最大光谱灵敏度达到2μm/R IU,若光谱仪的分辨率为10 pm,则传感器的分辨率可以达到5×10-6R IU。 展开更多

关键词 表面等离子体共振 光子晶体光纤 传感器 折射率

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基于表面等离子体共振的光子准晶体光纤甲烷氢气传感器 被引量：4

9

作者 刘强 赵锦 +7 位作者 孙宇丹 刘伟 王建鑫 刘超 吕靖薇 王诗淼 蒋宇 朱剑豪 《中国光学（中英文）》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期174-183,共10页

设计了一种用于同时检测甲烷和氢气的基于表面等离子体共振(SPR)的新型光子准晶体光纤(PQF)传感器。在该传感器中,在银膜上分别沉积Pd-WO3和掺杂聚硅氧烷的笼型分子E薄膜作为氢气和甲烷的敏感材料。采用全矢量有限元方法对PQF-SPR传感... 设计了一种用于同时检测甲烷和氢气的基于表面等离子体共振(SPR)的新型光子准晶体光纤(PQF)传感器。在该传感器中,在银膜上分别沉积Pd-WO3和掺杂聚硅氧烷的笼型分子E薄膜作为氢气和甲烷的敏感材料。采用全矢量有限元方法对PQF-SPR传感器进行数值分析,结果证明该传感器具有良好的传感性能。在0%~3.5%的浓度范围内,氢气的最大检测灵敏度和平均灵敏度分别为0.8 nm/%和0.65 nm/%,甲烷的最大灵敏度和平均灵敏度分别为10 nm/%和8.81 nm/%。该传感器具有同时检测多种气体的能力,在设备小型化和远程监测方面具有很大的潜力。 展开更多

关键词 甲烷传感器 氢气传感器 表面等离子体共振 光子准晶体光纤

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微结构光纤表面等离子体共振传感器研究 被引量：2

10

作者 闫培光 邢凤飞 +1 位作者 阮双琛 李乙钢 《深圳大学学报（理工版）》 EI CAS 北大核心 2009年第1期16-19,共4页

采用有限元法模拟微结构光纤表面等离子体共振传感器.计算其共振波长和强度,为证实表面等离子体共振的产生,对比不同位置处传导模的分布.环形大孔中液体样品的折射率提高后,共振波长向长波移动,且共振峰值强度增大.该微结构光纤表面等... 采用有限元法模拟微结构光纤表面等离子体共振传感器.计算其共振波长和强度,为证实表面等离子体共振的产生,对比不同位置处传导模的分布.环形大孔中液体样品的折射率提高后,共振波长向长波移动,且共振峰值强度增大.该微结构光纤表面等离子体传感器对折射率变化的灵敏度达到10-4. 展开更多

关键词 表面等离子体共振 微结构光纤 传感器 折射率 共振波长

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基于双芯光子晶体光纤的中红外表面等离子体共振低折射率传感器 被引量：6

11

作者 郝丹 王建帅 +3 位作者 解宇恒 朱可 薛壮壮 裴丽 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期140-147,共8页

为了在中红外区域实现气凝胶、七氟醚(麻醉剂重要成分)等物质的折射率检测,拓展折射率检测范围,提出了一种基于双芯光子晶体光纤的表面等离子体共振低折射率传感器.光子晶体光纤由两种大小不同的空气孔围绕中心气孔构成,通过对光纤抛磨... 为了在中红外区域实现气凝胶、七氟醚(麻醉剂重要成分)等物质的折射率检测,拓展折射率检测范围,提出了一种基于双芯光子晶体光纤的表面等离子体共振低折射率传感器.光子晶体光纤由两种大小不同的空气孔围绕中心气孔构成,通过对光纤抛磨,最外侧大空气孔直接与待测物质接触,实现基于金属外涂覆的折射率实时测量.采用全矢量有限元法对该传感器的理论模型进行分析,结果表明,在1.12~1.37折射率范围内,传感器的共振波长位于中红外区域2505~3181nm,最高灵敏度为12000nm/RIU,分辨率为8.33×10^-6.该传感器利用中红外波段实现了低折射率检测,并且获得了超宽的检测范围和较高的灵敏度,在化工检测、生物医学传感以及水环境监测等领域具有广泛的应用前景. 展开更多

关键词 光纤传感 表面等离子体共振 有限元法 光子晶体光纤 折射率传感器

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光纤表面等离子体共振传感器敏感膜的仿真研究 被引量：2

12

作者 刘超 孙祺 《科学技术与工程》 北大核心 2012年第17期4171-4173,共3页

为了研究光纤表面等离子体共振传感器的传感特性,利用TFCalc软件仿真研究光纤表面等离子体共振(SPR)传感器的反射光谱特性,分别考查敏感膜为Au膜、Ag膜、Al膜和Cu膜对反射光谱特性的影响。仿真结果表明,Au膜和Ag膜有较高的灵敏度,Al膜... 为了研究光纤表面等离子体共振传感器的传感特性,利用TFCalc软件仿真研究光纤表面等离子体共振(SPR)传感器的反射光谱特性,分别考查敏感膜为Au膜、Ag膜、Al膜和Cu膜对反射光谱特性的影响。仿真结果表明,Au膜和Ag膜有较高的灵敏度,Al膜和Cu膜厚度分别在10 nm和30 nm有较明显的共振现象。 展开更多

关键词 表面等离子体共振 光纤传感器 敏感膜

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光纤表面等离子体共振传感器Al膜氧化的仿真研究

13

作者 刘超 孙祺 《科学技术与工程》 北大核心 2012年第16期3993-3994,4004,共3页

为了研究光纤表面等离子体共振传感器的传感特性,利用TFCalc软件仿真研究光纤表面等离子体共振(SPR)传感器的反射光谱特性。考查了敏感膜为Al膜及被氧化的Al膜对反射光谱特性的影响。仿真结果表明,Al膜的被氧化程度对反射光谱的影响较大... 为了研究光纤表面等离子体共振传感器的传感特性,利用TFCalc软件仿真研究光纤表面等离子体共振(SPR)传感器的反射光谱特性。考查了敏感膜为Al膜及被氧化的Al膜对反射光谱特性的影响。仿真结果表明,Al膜的被氧化程度对反射光谱的影响较大,对光纤表面等离子体共振传感器的灵敏度影响也较大。 展开更多

关键词 表面等离子体共振 光纤传感器 敏感膜氧化

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侧边抛磨单模光纤表面等离子体传感器的设计和优化 被引量：4

14

作者 冯信洁 毛培玲 +9 位作者 陈小龙 罗云瀚 彭水华 陈超英 王芳 唐洁媛 余健辉 张军 卢惠辉 陈哲 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2015年第5期1419-1423,共5页

光纤表面等离子体共振传感器具有体积小、抗电磁干扰,可以实现在线实时远距离检测的优点。为提高传感器的性能,建立了侧边抛磨光纤表面等离子体共振传感的物理模型,分别研究了侧边抛磨光纤的剩余厚度、银膜层的厚度对传感器的灵敏度、... 光纤表面等离子体共振传感器具有体积小、抗电磁干扰,可以实现在线实时远距离检测的优点。为提高传感器的性能,建立了侧边抛磨光纤表面等离子体共振传感的物理模型,分别研究了侧边抛磨光纤的剩余厚度、银膜层的厚度对传感器的灵敏度、共振峰的深度和半高全宽等的影响。结果表明:光纤剩余厚度越小,表面等离子体共振现象越强;随银膜层的厚度增大,共振峰的宽度变宽,而传感器的灵敏度呈现非单调变化。通过综合表面等离子体共振传感器的折射率传感灵敏度和共振峰半高全宽,提出了质量因数作为传感器的优化指标,并最终得到最优化的设计方案为光纤剩余厚度为66.5μm,银膜的厚度为50nm,此时质量因数达到98.67。 展开更多

关键词 光纤传感器 表面等离子体共振 侧边抛磨光纤 光谱灵敏度 质量因数

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基于Otto结构的光纤表面等离子体共振折射率传感器 被引量：1

15

作者 王小明 赵春柳 +1 位作者 王雁茹 金尚忠 《光通信技术》 北大核心 2015年第12期35-37,共3页

提出一种基于Otto结构的光纤表面等离子体共振折射率传感器方案。传感器传感头由一端面镀有金膜的单模光纤、侧边刨磨光纤和空气间隙组成。在研究传感器横截面电场强度分布后,着重研究了表面等离子体共振波长随着折射率变化光谱图并分... 提出一种基于Otto结构的光纤表面等离子体共振折射率传感器方案。传感器传感头由一端面镀有金膜的单模光纤、侧边刨磨光纤和空气间隙组成。在研究传感器横截面电场强度分布后,着重研究了表面等离子体共振波长随着折射率变化光谱图并分析了两者的关系,最后得出该传感器灵敏度变化区间为1517.432~6656nm/RIU,分辨率至少可达到3.525×10^(-6) RIU。 展开更多

关键词 光纤传感器 表面等离子体 折射率测量 光纤应用

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表面等离子体共振传感器研究的新进展 被引量：18

16

作者 郑荣升 鲁拥华 +4 位作者 林开群 谢志国 王沛 罗昭锋 明海 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2008年第6期657-664,共8页

表面等离子体共振传感器具有灵敏度高、免标记及检测快速等优点,在生命科学、药物开发、公共安全、环境污染检测等领域具有广阔的应用前景。高灵敏度、小型化、集成化、低成本、高可靠性是未来表面等离子共振传感器发展的主要方向。介... 表面等离子体共振传感器具有灵敏度高、免标记及检测快速等优点,在生命科学、药物开发、公共安全、环境污染检测等领域具有广阔的应用前景。高灵敏度、小型化、集成化、低成本、高可靠性是未来表面等离子共振传感器发展的主要方向。介绍了棱镜耦合复合结构表面等离子体共振传感器在提高灵敏度和分辨率方面的研究新进展,重点论述了光纤表面等离子体共振传感器的研究现状和发展趋势,并对高通量、多组分识别表面等离子体成像技术以及金属微纳结构(颗粒)局域表面等离子共振传感技术的应用前景进行了讨论。 展开更多

关键词 光电子学 表面等离子体共振 光纤 传感器

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双侧抛D型光子晶体光纤表面等离子体温度传感器 被引量：4

17

作者 熊明强 黄勇林 詹平 《光通信技术》 2023年第2期23-27,共5页

为了降低传感器结构复杂度和提高传感器温度灵敏度,提出一种双侧抛D型、包层为正六边形和正八边形的光子晶体光纤表面等离子共振(SPR)温度传感器,利用COMSOL Multiphysics有限元仿真软件分别研究了偏振方向、空气孔径、银膜厚度对传感... 为了降低传感器结构复杂度和提高传感器温度灵敏度,提出一种双侧抛D型、包层为正六边形和正八边形的光子晶体光纤表面等离子共振(SPR)温度传感器,利用COMSOL Multiphysics有限元仿真软件分别研究了偏振方向、空气孔径、银膜厚度对传感器的性能影响,找出各项数据的最优值,并以此为基础对传感器的温度传感特性进行了分析。仿真结果表明:在x偏振方向模式下,当包层空气孔d1=1μm、d2=0.5μm,金属银膜厚度tAg=35 nm时,传感器的性能最优,在0~120℃时传感器的温度灵敏度最高可达-7.99 nm/℃。 展开更多

关键词 光子晶体光纤 表面等离子体 有限元法 温度传感器

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基于二硫化钨增敏的锥形光纤表面等离子体共振传感器

18

作者 张文林 刘琨 +6 位作者 江俊峰 徐天华 王双 张炤 井建迎 马金英 刘铁根 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第3期185-195,共11页

提出了一种具有增强灵敏度的锥形光纤二硫化钨(WS_(2))-金(Au)表面等离子体共振(SPR)传感器。通过传输矩阵方法对传感器进行了理论模拟,评估了传感器的可行性。在锥形光纤上依次涂覆WS_(2)和溅射金膜进行传感实验,该传感器的实验折射率... 提出了一种具有增强灵敏度的锥形光纤二硫化钨(WS_(2))-金(Au)表面等离子体共振(SPR)传感器。通过传输矩阵方法对传感器进行了理论模拟,评估了传感器的可行性。在锥形光纤上依次涂覆WS_(2)和溅射金膜进行传感实验,该传感器的实验折射率灵敏度可达4158.171 nm/RIU,比多模光纤SPR传感器提高了125.8%,比锥形光纤Au-WS_(2)SPR传感器提高了50.1%。此外,该传感器中的WS_(2)不易脱落,表现出良好的可靠性。该传感器结构简单、易于制造,具有高的折射率灵敏度,在生化传感领域具有良好的应用前景。 展开更多

关键词 表面等离子体共振 锥形光纤 灵敏度 二硫化钨 传感器

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基于表面等离子体共振的光子晶体光纤甲烷气体传感器 被引量：3

19

作者 魏方皓 张祥军 唐守锋 《济南大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2020年第6期636-640,共5页

将表面等离子体技术与光纤传感技术相结合,提出并仿真验证一种具有高灵敏度的D型基于表面等离子体共振的光子晶体光纤甲烷气体传感器;在光纤的抛磨表面外侧沉积金属纳米条,甲烷敏感材料涂覆于光纤抛磨表面外侧与金属外表面,利用D型结构... 将表面等离子体技术与光纤传感技术相结合,提出并仿真验证一种具有高灵敏度的D型基于表面等离子体共振的光子晶体光纤甲烷气体传感器;在光纤的抛磨表面外侧沉积金属纳米条,甲烷敏感材料涂覆于光纤抛磨表面外侧与金属外表面,利用D型结构使甲烷敏感材料与甲烷气体充分反应;通过有限元矢量软件COMSOL进行模拟仿真,比较传统金属层与金属条之间的传感性能差异。结果表明,当入射波长由0.9μm增加到1.1μm,并且甲烷气体体积分数测量区间为0~3%时,该传感器的平均光谱灵敏度为10 nm。 展开更多

关键词 光子晶体光纤 气体传感器 表面等离子体共振 甲烷

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基于细芯光纤结构的表面等离子体共振折射率传感器 被引量：3

20

作者 王雨 韩飞 +1 位作者 郎婷婷 赵春柳 《光通信技术》 北大核心 2019年第8期32-34,共3页

表面等离子体共振(SPR)传感器常用的光纤处理方法易使光纤结构脆弱,从而导致机械性能下降,提出了一种基于细芯光纤(TCF)SPR原理的折射率传感器.通过使用单侧均匀涂覆金(Au)膜的多模光纤-细芯光纤-多模光纤(MMF-TCF-MMF)结构作为传感单元... 表面等离子体共振(SPR)传感器常用的光纤处理方法易使光纤结构脆弱,从而导致机械性能下降,提出了一种基于细芯光纤(TCF)SPR原理的折射率传感器.通过使用单侧均匀涂覆金(Au)膜的多模光纤-细芯光纤-多模光纤(MMF-TCF-MMF)结构作为传感单元,折射率传感器能够在1.34~1.4161的范围内达到3045.69 nm/RIU的衰减谷宽度灵敏度和48.09 dB/RIU的能量损耗灵敏度;在1.34~1.3797的范围内达到112.21 nm/RIU的SPR峰波长灵敏度和-86.27 dB/RIU的SPR峰值灵敏度.实验结果表明:与传统SPR传感器相比,该传感器易制备,且机械稳定性和灵敏度高. 展开更多

关键词 表面等离子体共振 细芯光纤 折射率光纤传感器

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