光纖SPR動態(tài)范圍調(diào)節(jié)與多通道技術(shù)研究.pdf

1、P偏振光在玻璃與納米級金屬薄膜界面發(fā)生全反射時，倏逝場會滲透到金屬薄膜中，當(dāng)金屬中的自由電子與倏逝波頻率相等時，二者將發(fā)生共振，全反射條件被破壞，入射光被金屬表面的電子吸收，反射光的能量將急劇下降，這就是SPR現(xiàn)象。當(dāng)入射角、光波長固定時，此現(xiàn)象將完全依賴于薄膜外環(huán)境介質(zhì)的折射率，可以制成折射率傳感器。SPR傳感器特點為高靈敏度，抗電磁干擾，響應(yīng)速度快，無須標(biāo)記樣品等。為了彌補背景折射率的干擾及對特異性結(jié)合進行有效測量，多通道的SPR傳

2、感器亟待開發(fā)。目前關(guān)于SPR的多通道技術(shù)研究多見于棱鏡式結(jié)構(gòu)，光纖SPR的多通道研究尚不多見。而與棱鏡式相比，光纖SPR傳感探針具有小型化，可以直接浸泡在待測溶液中的優(yōu)點。本論文開展光纖SPR多通道技術(shù)相關(guān)探索：
　　1.深入研究傳統(tǒng)階躍多模光纖透射式SPR探針鍍制金膜厚度不同時對動態(tài)范圍（同樣折射率測量范圍內(nèi)共振波長移動范圍）及靈敏度影響。提出一種新型的利用不同金膜厚度實現(xiàn)分布式多通道光纖SPR微傳感器。
　　2.深入研究

3、 SPR傳感機理，利用光纖研磨技術(shù)制作側(cè)面傾斜的階躍多模光纖透射式SPR傳感探針。通過實驗研究側(cè)面傾斜角度對SPR探針動態(tài)范圍及靈敏度的影響。提出一種新型的利用側(cè)面傾斜階躍多模光纖級聯(lián)分布式多通道SPR微傳感器。
　　3.研究光纖SPR波分復(fù)用（WDM）技術(shù)與時分復(fù)用（TDM）技術(shù)，提出并制作雙芯光纖四通道SPR傳感器，雙芯光纖利用時分復(fù)用技術(shù)（并聯(lián)）分成兩路，然后在每路上利用波分復(fù)用技術(shù)（串聯(lián)）實現(xiàn)雙通道。波分復(fù)用技術(shù)是通過單模

4、光纖錐角結(jié)構(gòu)不同的研磨角，調(diào)節(jié)光源入射角，從而調(diào)節(jié) SPR動態(tài)范圍，克服了分布式光纖SPR傳感器難于在有限波長檢測范圍內(nèi)產(chǎn)生兩個易于區(qū)分的共振谷的難題。
　　綜上所述，本課題提出一種新型的利用不同金膜厚度實現(xiàn)分布式多通道光纖SPR微傳感器；提出一種新型的利用側(cè)面傾斜階躍多模光纖級聯(lián)分布式多通道 SPR微傳感器；在光纖中將SPR波分復(fù)用技術(shù)與時分復(fù)用技術(shù)聯(lián)合使用，提出并制作雙芯光纖四通道SPR微傳感器。有效解決光纖SPR無法實現(xiàn)多通