表面等離子體共振（Surface Plasmon Resonance,SPR）傳感器具有靈敏度高、檢測實時性強、免標記檢測等特點,同時光子晶體光纖（Photonic Crystal Fiber,PCF）具有結構設計的靈活性和導光的獨特性,因此基于光子晶體光纖的表面等離子體共振（PCF-SPR）傳感器迅速發(fā)展成為傳感領域熱門的研究方向。PCF-SPR傳感器與光纖SPR傳感器相比,具有極高的靈敏度、靈活的結構設計和應用范圍,但因其具有多個樣品通道緊密排列導致存在通道之間相互干擾的缺點,因此折射率檢測范圍十分狹小。本文將雙折射效應引入PCF-SPR傳感器,同時利用優(yōu)化傳感性能的方法,設計出雙圓開槽型PCF-SPR傳感器,大幅度地提升了傳感器探頭的靈敏度。仿真分析兩個微流體通道內部填充待測樣品時PCF-SPR傳感器的性能,提升了填充樣品的折射率范圍,使傳感器性能更為優(yōu)越。本文研究內容主要包括:1.詳細介紹了光子晶體光纖和表面等離子體共振技術、PCF-SPR傳感器的研究背景和國內外研究發(fā)展現(xiàn)狀,之后闡明了本文的研究意義。2.研究分析了表面等離子體共振產生的基本原理和表面等離子體共振傳感性能的增強... 

【文章頁數(shù)】：60 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 光子晶體光纖簡介
    1.2 表面等離子體共振傳感技術
    1.3 基于表面等離子體共振的光纖傳感器
        1.3.1 基于表面等離子體共振的光纖傳感器研究
        1.3.2 基于表面等離子體共振的光子晶體光纖傳感器研究
    1.4 基于表面等離子體共振的光子晶體光纖傳感器的研究現(xiàn)狀
    1.5 本文的意義和主要研究內容
第2章 表面等離子體共振傳感器理論研究
    2.1 表面等離子體共振傳感原理
    2.2 表面等離子體共振傳感性能的增強方法
        2.2.1 波導層的優(yōu)化
        2.2.2 金屬膜層的優(yōu)化
    2.3 基于表面等離子體共振的光子晶體光纖傳感器的數(shù)值分析方法
        2.3.1 有限元法
        2.3.2 在PCF上運用有限元法
        2.3.3 邊界條件
    2.4 基于表面等離子體共振的光子晶體光纖傳感器的分析方法
        2.4.1 損耗譜分析方法
        2.4.2 性能指標
第3章 基于表面等離子體共振的光子晶體光纖傳感器設計
    3.1 表面等離子體共振傳感器金屬膜的選取
    3.2 PCF-SPR傳感器設計
        3.2.1 PCF-SPR傳感器結構
        3.2.2 雙圓開槽型PCF-SPR傳感器的原理
    3.3 PCF-SPR傳感器的幾何參數(shù)對傳感器性能的影響
        3.3.1 中心空氣孔對傳感特性的影響
        3.3.2 額外的空氣孔對傳感特性的影響
        3.3.3 雙折射圓對傳感特性的影響
        3.3.4 金膜厚度對傳感特性的影響
第4章 基于表面等離子體共振的光子晶體光纖傳感特性的研究
    4.1 開槽型SPR-PCF傳感器的性能增強因素
        4.1.1 添加緩沖波導層
            4.1.1.1 波導層膜材料及膜厚對光纖表面等離子體共振光譜影響
            4.1.1.2 添加緩沖層的開槽型PCF-SPR傳感器
        4.1.2 引入結構缺陷
    4.2 PCF-SPR傳感器雙通道傳感檢測的分析
        4.2.1 上下微流體通道填充同種折射率待測樣品分析
        4.2.2 技術對比
        4.2.3 可行性分析
        4.2.4 改變下微流體通道填充折射率待測樣品分析
        4.2.5 上下微流體通道填充不同種折射率待測樣品
第5章 總結和展望
    5.1 論文主要內容總結
    5.2 主要創(chuàng)新點
    5.3 問題與展望
參考文獻
作者簡介及在學期間所取得的科研成果
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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[9]氟化鎂介質層對長程表面等離子體共振生物傳感器靈敏度的影響[D]. 王松濤.華東師范大學 2010
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本文編號：3694287