應(yīng)用于生物化學(xué)傳感器的反諧振反射光波導(dǎo)研究.pdf

1、光波導(dǎo)傳感器是集成光學(xué)領(lǐng)域中的一個(gè)重要發(fā)展方向。它具有準(zhǔn)確、快速、靈敏、便于攜帶等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于軍事、醫(yī)學(xué)等方面。反諧振反射光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)又以其能量損耗小的特點(diǎn)成為光波導(dǎo)傳感器的合適選擇，因此對(duì)反諧振反射型光波導(dǎo)傳感器的研究具有重要的意義。為了進(jìn)一步提高光波導(dǎo)傳感器的靈敏度，本文在傳統(tǒng)的反共振反射光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)之上提出了一種新型周期結(jié)構(gòu)的反諧振反射光波導(dǎo)，對(duì)其工作原理，波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，靈敏度，傳感器制作等方面進(jìn)行了研究。其主要內(nèi)容如下：

2、>　　1．介紹了光波導(dǎo)生物化學(xué)傳感器的原理、結(jié)構(gòu)、發(fā)展概況以及其在軍事、醫(yī)學(xué)等方面的廣泛應(yīng)用。
　　2．研究了傳統(tǒng)反諧振反射光波導(dǎo)的工作原理、結(jié)構(gòu)及其特點(diǎn)。采用光束傳輸矩陣法詳盡地分析了光束在波導(dǎo)中的傳輸方式，模場(chǎng)分布。通過(guò)分析波導(dǎo)傳輸損耗，選擇出最合適的導(dǎo)波模式作為工作模式。
　　3．在傳統(tǒng)反諧振反射光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)之上將要待測(cè)物質(zhì)直接作為反共振反射光波導(dǎo)的波導(dǎo)層。由于光束集中在作為波導(dǎo)層的待測(cè)物之中傳輸，而由待測(cè)物質(zhì)的厚度

3、、折射率等參數(shù)帶來(lái)的微小變化均會(huì)引起導(dǎo)模傳播常數(shù)的變化，通過(guò)監(jiān)測(cè)傳播常數(shù)的變化即可得到待測(cè)物質(zhì)的信息。
　　4．提出周期結(jié)構(gòu)的反諧振反射層，對(duì)兩反諧振反射層的折射率及厚度進(jìn)行了優(yōu)化選擇，通過(guò)模擬計(jì)算得到最佳參數(shù)，獲得了極高的反諧振特性，最大限度地將光束能量限制在了波導(dǎo)層。在理論上將傳感器的靈敏度提高了兩個(gè)數(shù)量級(jí)。
　　5．通過(guò)實(shí)驗(yàn)選擇出光學(xué)性能良好的反諧振層制備材料。采用電子束蒸發(fā)的方法在K9光學(xué)玻璃上得到了光學(xué)性能良好的光