表面等離子體波共振（SPR）現(xiàn)象是一種光波與金屬電子相互作用引起的光電子現(xiàn)象。光纖表面等離子體波傳感器是一種將光纖技術(shù)和表面等離子體波共振效應(yīng)巧妙結(jié)合在一起的光纖傳感器。這種設(shè)計(jì)不僅具有SPR高靈敏度的特點(diǎn),而且發(fā)揮了光纖本身的諸多優(yōu)點(diǎn),因而具有廣泛的研究和應(yīng)用前景。本文首先介紹了表面等離子體波共振效應(yīng)的原理及其激發(fā)條件。并從光學(xué)和電磁學(xué)的角度,分析影響表面等離子體波共振現(xiàn)象的諸多因素。同時(shí),研究并討論了光纖表面等離子體波傳感器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其工作原理。然后,根據(jù)SPR原理和理論基礎(chǔ),使用基于有限元法（FEM）的COMSOL Multiphysics仿真模擬軟件,對(duì)基于三棱錐結(jié)構(gòu)的光纖SPR傳感器進(jìn)行了模擬仿真實(shí)驗(yàn),分析其傳感特性。接下來(lái),介紹基于側(cè)邊拋磨單模光纖,無(wú)芯光纖以及錐形無(wú)芯光纖結(jié)構(gòu)的光纖SPR折射率傳感器的結(jié)構(gòu),并通過(guò)仿真和實(shí)驗(yàn)對(duì)傳感器的傳感特性進(jìn)行了測(cè)量和分析。最后,在基于錐形無(wú)芯光纖SPR折射率傳感器的基礎(chǔ)上,通過(guò)使用聚丙烯酸和殼聚糖對(duì)傳感器進(jìn)行功能化,實(shí)現(xiàn)了傳感器對(duì)溶液中銅離子的檢測(cè),并分析了其特異性和溫度交叉靈敏度。 

【文章來(lái)源】：中國(guó)計(jì)量大學(xué)浙江省

【文章頁(yè)數(shù)】：65 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
abstract
1 緒論
    1.1 表面等離子體共振傳感器研究背景
    1.2 表面等離子體共振原理與激勵(lì)方式
        1.2.1 表面等離子體共振原理
        1.2.2 表面等離子體共振常見(jiàn)激勵(lì)方式
    1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)
    1.4 研究意義和前景
    1.5 本章小結(jié)
2 基于三棱錐結(jié)構(gòu)的光纖SPR折射率傳感器的理論研究
    2.1 模擬仿真軟件
    2.2 理論模型的建立
    2.3 仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
        2.3.1 銀膜厚度對(duì)傳感特性的影響
        2.3.2 折射率靈敏度
    2.4 本章小結(jié)
3 基于透射結(jié)構(gòu)的光纖SPR傳感器研究
    3.1 基于側(cè)邊拋磨光纖的SPR折射率傳感器
        3.1.1 理論模擬
        3.1.2 側(cè)邊拋磨結(jié)構(gòu)的制作
        3.1.3 折射率靈敏度測(cè)量與結(jié)果分析
    3.2 基于無(wú)芯光纖的光纖SPR傳感器
        3.2.1 傳感器的制備
        3.2.2 無(wú)芯光纖長(zhǎng)度對(duì)傳感特性的影響
        3.2.3 折射率靈敏度分析
    3.3 基于錐形無(wú)芯光纖的SPR折射率傳感器
        3.3.1 傳感器的制備
        3.3.2 折射率靈敏度分析
    3.4 本章小結(jié)
4 基于殼聚糖和聚丙烯酸復(fù)合膜的光纖SPR銅離子檢測(cè)傳感器
    4.1 傳感器的制備
    4.2 結(jié)果分析與討論
        4.2.1 銅離子濃度測(cè)量
        4.2.2 傳感器的重復(fù)使用
        4.2.3 傳感器的響應(yīng)時(shí)間
        4.2.4 傳感器的特異性
        4.2.5 傳感器的溫度靈敏度
    4.3 本章小結(jié)
5 結(jié)論
    5.1 研究總結(jié)
    5.2 需進(jìn)一步開(kāi)展的工作
參考文獻(xiàn)
作者簡(jiǎn)歷


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于無(wú)芯光纖的單模-多模-單模折射率傳感器的研究[J]. 陳耀飛,韓群,何洋,劉鐵根,洪成青.  中國(guó)激光. 2013(09)
[2]基于單模-無(wú)芯-單模結(jié)構(gòu)的光纖折射率傳感器[J]. 李陽(yáng),劉艷,劉志波,簡(jiǎn)水生.  光電子.激光. 2013(07)
[3]契形結(jié)構(gòu)光纖表面等離子體共振傳感器研究[J]. 馮李航,曾捷,梁大開(kāi),張為公.  物理學(xué)報(bào). 2013(12)
[4]基于空心光纖多模干涉的折射率傳感器研究[J]. 李恩邦,鄭丹瑩,張晨亮,唐春曉.  光電子.激光. 2010(10)

博士論文
[1]SPR芯片的生化傳感及光纖SPR傳感技術(shù)的研究[D]. 陳勇.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2012

碩士論文
[1]表面等離子體波傳感器結(jié)構(gòu)仿真及其信號(hào)處理[D]. 杜艷.南京航空航天大學(xué) 2007
[2]表面等離子體波傳感器特性的研究及其應(yīng)用[D]. 曹振新.南京航空航天大學(xué) 2002



本文編號(hào)：3154383