終端反射式光纖表面等離子共振傳感器的研究及其應(yīng)用.pdf

1、表面等離子共振(Surface Plasmon Resonance，SPR)測量技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域廣泛,具有很高的研究價(jià)值和廣闊的市場應(yīng)用前景。由于傳統(tǒng)的棱鏡型SPR傳感器體積較大,不便于儀器小型化,而光纖 SPR傳感器體積小便于系統(tǒng)集成,尤其是與微流控芯片結(jié)合進(jìn)行測量;它具有抗電磁干擾和抗腐蝕特性,可以應(yīng)用于特殊環(huán)境檢測;響應(yīng)快,可實(shí)現(xiàn)在線實(shí)時(shí)連續(xù)檢測。本論文旨在研究設(shè)計(jì)一種基于終端反射式光纖的SPR傳感器。
　　本課題主要對(duì)終端反射

2、式光纖SPR傳感器模型、結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析研究,并開展了葡萄糖濃度測量和油品鑒別實(shí)驗(yàn),最后對(duì)SPR信號(hào)增強(qiáng)方法進(jìn)行了初步研究。完成的主要工作包括:
　　1.根據(jù)SPR共振原理和光纖導(dǎo)光理論,建立了終端反射式光纖傳感器模型,對(duì)光纖傳感器各項(xiàng)結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行了仿真計(jì)算,確定最優(yōu)化值:光纖纖芯直徑600μm、傳感區(qū)域長度15mm、鉻膜厚度5nm、金膜厚度50nm。
　　2.基于模擬分析結(jié)果,采用真空蒸鍍方式進(jìn)行終端反射式光纖傳感器的加工制作

3、。設(shè)計(jì)了一整套光纖圓周面和端面鍍膜的夾持機(jī)構(gòu),確保鍍膜均勻。闡明了圓周面控制膜厚的方法,最后通過電鏡表征驗(yàn)證該膜厚控制方法的合理性。
　　3.以終端反射式光纖 SPR傳感器為核心,搭建了一套測量系統(tǒng),分別進(jìn)行了葡萄糖濃度測量和油品的鑒別實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,在人體血糖檢測范圍0~200mg/dL內(nèi) SPR共振波長和葡萄糖濃度符合二次曲線關(guān)系,擬合度達(dá)到0.95581,在重復(fù)性測量中共振波長值較為穩(wěn)定,最大誤差1.1nm,最小達(dá)到0.