基于表面等離子體共振和定向耦合的光子晶體光纖傳感.pdf

1、光子晶體光纖因其靈活多變的結(jié)構(gòu)和獨特新穎的特性在傳感領(lǐng)域受到了廣泛的關(guān)注，光子晶體光纖傳感器具有體積小、結(jié)構(gòu)簡單、可在線遠距離實時檢測等優(yōu)點，在食品檢測、生化藥劑以及環(huán)境檢測等領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用前景。而基于表面等離子體共振效應(yīng)的光子晶體光纖傳感技術(shù)和基于定向耦合效應(yīng)的光子晶體光纖傳感技術(shù)也因其超高的靈敏度受到廣泛的關(guān)注和研究。因此對基于這兩種效應(yīng)的光子晶體光纖傳感特性的研究具有重要的研究意義和應(yīng)用價值。
　　本文提出了基于表面等離

2、子共振效應(yīng)和定向耦合效應(yīng)兩種機制的光子晶體光纖折射率傳感結(jié)構(gòu)，使用全矢量有限元軟件COMSOL Multiphysics在完美匹配層的邊界條件配合下對該傳感光纖的特性進行仿真分析，同時對影響光子晶體光纖折射率傳感特性的參量進行分析討論。該傳感器在低折射率區(qū)(nanbg)即1.46~1.52時折射率靈敏度可達28700nm/RIU，提高了折射率傳

3、感的動態(tài)檢測范圍和靈敏度。
　　此外，本文針對折射率的測量容易受到溫度的影響以及在光子晶體光纖空氣孔中鍍膜的困難性和將空氣孔作為微流體通道造成的重復檢測使用不便等問題，提出了基于表面等離子體共振和定向耦合的D型結(jié)構(gòu)光子晶體光纖雙參量傳感器。該傳感器在-10oC~80oC的范圍內(nèi)具有11.6nm/oC的溫度靈敏度，在1.34~1.44的折射率范圍內(nèi)靈敏度最高可達26000nm/RI U。該折射率和溫度雙參量傳感器在在濃度測量、環(huán)境檢