基于表面等離子體共振的光子晶體光纖傳感特性的研究.pdf

1、光子晶體光纖(PCF)由于其包層空氣孔結構的特殊性和可控性，從種類眾多的光纖中脫穎而出，并迅速發(fā)展成光纖通信、光纖傳感等領域的研究熱點，而表面等離子體共振(SPR)傳感技術在生物、化學、環(huán)境、醫(yī)學等許多與人們生活密切相關的領域都有著廣泛的應用。本文把表面等離子體共振技術與光子晶體光纖相結合應用于傳感器，設計出了多種基于表面等離子體共振的光子晶體光纖傳感結構，分析了其各項傳感特性，這為以后研究基于SPR的光子晶體光纖傳感器的傳感性能提供理

2、論參考，具有重要的學術意義。
　　本文以有限元法為數值模擬方法，使用全內反射型光子晶體光纖制作光纖傳感器，主要研究內容如下：
　　(1)對光子晶體光纖概念及其性質進行簡介，并介紹了光子晶體光纖傳感器的研究現狀；
　　(2)推導了光子晶體光纖中光波場的波動方程，簡要說明了幾種常見的光子晶體光纖數值模擬方法，重點研究了有限元法，總結了有限元法解題的一般步驟，并推導了有限元方程，此外又簡介了COMSOL Multiphysi

3、cs有限元分析軟件；
　　(3)概述表面等離子體共振及其原理，簡介了基于SPR的光子晶體光纖傳感器的發(fā)展現狀；提出了作者的設計方案，敘述了基于有限元法的COMSOL Multiphysics軟件的建模過程，并設置其各項參數；
　　(4)模擬得到了光子晶體光纖基模的模場分布圖，計算了它的有效折射率(為一復數)；分析了波長與有效折射率實部的關系，同時利用光纖限制損耗和有效折射率虛部之間的關系，研究了光子晶體光纖空氣孔尺寸的改變對