基于微結(jié)構(gòu)光纖的氣體和表面等離子體共振傳感器研究.pdf

1、微結(jié)構(gòu)光纖也被稱為光子晶體光纖（當(dāng)光纖中的孔周期排列時(shí)），由沿著整個(gè)光纖長度方向排列的空氣孔組成，提供許多傳統(tǒng)光纖不能提供的新功能。由于獨(dú)特的幾何結(jié)構(gòu)，微結(jié)構(gòu)光纖的特殊性能在傳感應(yīng)用中展現(xiàn)出了杰出的潛力。本文從理論和實(shí)驗(yàn)方面研究了利用微結(jié)構(gòu)光纖的氣體傳感器，并設(shè)計(jì)和分析了利用微結(jié)構(gòu)光纖的表面等離子體共振傳感器實(shí)現(xiàn)折射率和溫度的傳感。
　　主要內(nèi)容包括以下幾部分：
　　1.氣體傳感器
　　在理論上，分析了亞波長懸浮纖芯的

2、微結(jié)構(gòu)光纖在氣體傳感領(lǐng)域的應(yīng)用。對光纖參數(shù)和材料折射率對傳感器的相對靈敏度，有效模場面積和限制損耗的影響做了分析。確定了該光纖發(fā)展成為具有高靈敏度，大有效模場面積和低損耗的氣體傳感器的可能。
　　在實(shí)驗(yàn)上，利用光子帶隙型微結(jié)構(gòu)光纖和波分復(fù)用器，設(shè)計(jì)了一個(gè)三點(diǎn)探測的乙炔氣體傳感器，選用乙炔氣體的三個(gè)吸收峰：1530.371nm、1532.830和1536.712nm，實(shí)現(xiàn)同時(shí)探測了三個(gè)氣體室的氣體吸收光譜。
　　2.折射率傳感

3、器
　　提出了基于六孔微結(jié)構(gòu)光纖表面等離子體共振的折射率傳感器，該光纖的大孔非常方便進(jìn)行鍍膜和分析物的填充的操作，分析了光纖材料折射率對傳感器靈敏度的影響。
　　研究了基于暴露芯微結(jié)構(gòu)光纖表面等離子體共振傳感器，分析了該傳感器在探測分析物的折射率從1.33到1.42范圍內(nèi)的傳感特性。
　　為了解決在微結(jié)構(gòu)光纖表面等離子體共振傳感器存在的相位匹配和分析物填充的問題，我們提出了基于D型空芯的微結(jié)構(gòu)光纖表面等離子體共振傳感器