【摘要】：伴隨光子晶體光纖(Photonic Crystal Fiber,PCF)傳感器的廣泛應用,基于光子晶體光纖的表面等離子體共振(Surface Plasmon Resonance,SPR)傳感技術也逐漸成為傳感領域中的重要發(fā)展方向,尤其在生化、液體檢測和安全等諸多領域顯示出巨大的應用前景。論文主要內容包括:(1)介紹光子晶體光纖表面等離子體共振(PCF-SPR)的研究背景,綜述PCF-SPR傳感方法的相關研究進展及其發(fā)展趨勢。(2)基于磁流體(Magnetic Fluid,MF)材料對溫度/磁場雙重敏感的特性,優(yōu)化設計了一種基于六孔PCF的級聯(lián)結構,基于有限元分析法(Finite Element Method,FEM)分析研究其光場分布和反射光譜,同時結合雙波長解調法,研究傳感結構參數對溫度、磁場傳感靈敏度影響因素。(3)綜合采用金屬納米線填充技術和金屬鍍膜技術設計了一種新型PCF-SPR傳感器結構,該設計利用金納米線和金膜產生SPR時的波長不同,結合MF折射率依賴特性實現對溫度/磁場的高靈敏度測量。其溫度靈敏度達到-0.1176nm/°C和-0.2269nm/°C,磁場靈敏度達到0.5502nm/mT和1.08nm/mT。(4)優(yōu)化設計了一種新型PCF-SPR傳感器結構,綜合利用SPR耦合及缺陷耦合機理,實現了一種簡單可行的高靈敏度溫度/磁場同時檢測方案,其溫度靈敏度能達到-1.338nm/°C和-1.575nm/°C,磁場靈敏度能達到4.333nm/mT和2.816nm/mT。
【學位授予單位】：中國礦業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TN253;TP212

【參考文獻】

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本文編號：2765621