表面等離子體共振(SPR)是一種利用光學倏逝波與金屬表面等離子體波(SPW)達到共振,來確定金屬層與介質(zhì)層(分析物)界面的折射率變化的光學現(xiàn)象。由于SPR傳感器對環(huán)境折射率的變化十分敏感,具有響應速度快、抗電磁干擾能力強、集成性好、體積小等特點,在環(huán)境水質(zhì)監(jiān)察、疾病防控等方面被廣泛應用。光纖型SPR傳感器系統(tǒng)其獨特的優(yōu)勢在于能夠改變光纖探針的幾何形狀,并且具有制備成本低、可遠程檢測、可重復使用及回收等優(yōu)勢,成為近年來研究熱點。本文主要研究側(cè)邊拋磨光纖表面等離子體傳感器,不僅具有結(jié)構(gòu)簡單、低成本、易制備等優(yōu)點,在實用性方面也具有很大潛力。本文通過對塑料光纖進一步修飾加工,制備高性能、低成本的側(cè)邊拋磨塑料光纖金膜SPR傳感器,并對其在設計、制備以及折射率傳感響應特性等環(huán)節(jié)進行優(yōu)化,最后探究了新型SPR傳感器的靈敏度。本文主要包括如下內(nèi)容:1)通過對SPR理論推導研究,優(yōu)化側(cè)邊拋磨金濺射POF-SPR傳感器的制備工藝。考慮到塑料光纖幾何形狀的易設計性以及制作處理難度,將U型結(jié)構(gòu)和側(cè)邊拋磨方法結(jié)合起來,采用機械光纖研磨法,經(jīng)過粗拋、精拋、乙酸乙酯浸泡等方法對塑料光纖纖芯進行處理,為下一步研究制...

【文章頁數(shù)】：64 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
summary
1 緒論
    1.1 選題背景及研究意義
    1.2 光纖傳感技術國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.1 光纖傳感的優(yōu)勢
        1.2.2 光纖傳感原理
        1.2.3 側(cè)邊拋磨光纖的發(fā)展
    1.3 表面等離子體共振傳感技術
    1.4 光纖SPR傳感技術
        1.4.1 傳統(tǒng)光纖SPR傳感器
        1.4.2 側(cè)邊拋磨塑料光纖SPR傳感器
    1.5 本文的研究內(nèi)容及結(jié)構(gòu)安排
2 表面等離子體共振理論研究
    2.1 光波傳播理論
        2.1.1 平面電磁波
        2.1.2 復介電常數(shù)與復折射率
        2.1.3 倏逝波
    2.2 SPR效應的理論分析
        2.2.1 等離子體
        2.2.2 金屬中的等離子體震蕩
        2.2.3 金屬內(nèi)電荷分布結(jié)構(gòu)
        2.2.4 SPW的定義
        2.2.5 SPW的激發(fā)
    2.3 本章小結(jié)
3 傳感器的研制
    3.1 側(cè)邊拋磨金濺射POF-SPR傳感器的設計
        3.1.1 三層膜理論模型
        3.1.2 金濺射側(cè)標拋磨POF-SPR傳感器結(jié)構(gòu)設計
    3.2 光纖側(cè)邊拋磨及形狀固定
        3.2.1 側(cè)邊拋磨
        3.2.2 加熱定型
    3.3 濺射金膜厚度設計及鍍膜工藝
        3.3.1 金膜的選擇及厚度設計
        3.3.2 磁控濺射鍍膜
    3.4 本章小結(jié)
4 側(cè)邊拋磨金濺射POF-SPR傳感器的特性研究
    4.1 傳感器測試系統(tǒng)的搭建
    4.2 折射率傳感器的特性研究
    4.3 曲率半徑對傳感器的影響
    4.4 本章小結(jié)
5 總結(jié)與展望
    5.1 研究總結(jié)
    5.2 研究展望
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文與所取得的研究成果
致謝



本文編號：3797435