1、毕业论文文献综述应用物理表面等离子体光纤器件的制备及其传感特性研究摘要研究一种基于表面等离子体光纤传感检测液体浓度的方法。本文阐述了表面等离子体光纤传感器的原理及在这方面的应用。主要回顾了表面等离子体共振研究的历史，即其应用领域。最后提出本人将要研究的方向。关键词光学传感SPR光纤一SPR技术与光纤传感表面等离子体SURFACEPLASMONS，SP早在1950年RITCHIE的工作之后就被人们广泛认识。它们本质上是光子和导体中的自由电子相互作用而被表面俘获的光波，或者说是自由电子和光波电磁场由于共振频率相同而形成的一种集体振荡态。由于表面等离子体一般只出现在导体表面，因而金属表面等离子体是目
2、前的主要研究对象。一般所说的SP就是指金属表面等离子体。SP与光波的相互作用是与SP本身紧密联系的，因此通过改变SP的特性一般都是靠改变金属表面一定的亚波长结构，可以进而改变其对光波的作用。基于这个原理，现在已经在光传导、光调制、光学传感和光学测量等领域发展出了很多新型器件。2O世纪60年代末出现了基于表面等离子体共振SURFACEPLASMONRESONANCE，SPR技术的棱镜传感器。80年代已经被广泛用于生化、医学、环保等多个领域。90年代初出现了基于SPR技术的光纤传感器，同棱镜传感器相比，它体积小、响应快、成本低，可以实现在线实时检测，有着更大的研究前景和经济价值。（一）表面等离子体
3、共振的原理表面等离子共振（SPR）是一种物理现象，当入射光以临界角入射到两种不同折射率的介质界面（比如玻璃表面的金或银镀层）时，可引起金属自由电子的共振，由于共振致使电子吸收了光能量，从而使反射光在一定角度内大大减弱。其中，使反射光在一定角度内完全消失的入射角称为SPR角。SPR随表面折射率的变化而变化，而折射率的变化又和结合在金属表面的生物分子质量成正比。因此可以通过获取生物反应过程中SPR角的动态变化，得到生物分子之间相互作用的特异性信号。（二）终端反射式SPR光纤传感器原理终端反射式SPR光纤传感器其构造方式是在光纤的一个端面上沉积一层较厚的金属膜，制成微反射镜。将此端一小段光纤的包层剥
4、去，并沉积金属膜。在光线传输过程中，当满足一定条件时，将会产生SP共振。共振光传输至端面处沿来路被反射回去。光线经过第二次共振后，传输到光纤光谱仪进行检测。（三）表面等离子体光纤传感器的特点光纤传感器采用光纤作为光的传输媒质。由于光纤的特殊性,这种传感器具有其他结构的传感器所没有的特点它可以很方便地探测一些人类难以进入或者有害的地方,可以通过光纤对敏感信号的传输,实现远程检测和分布式检测,而且也可以达到较高的灵敏度。光纤传感器一般是将普通光纤部分保护层剥离,将纤芯裸露出来,再在纤芯外包裹金属膜层及敏感层。检测时,将该部分与样液接触。由于使用多模光纤时,存在模间干扰,导模与SPR之间的相互作用在
5、强度上的变化难以确定。所以,大多数情况下使用单模光纤,通过对单模光纤进行一些结构上的改进,可以制作出灵敏度、分辨率较高的SPR传感系统。（四）应用与展望SPR光纤传感器适用非常广泛，可应用于食品安全，疫苗研制，基因测序，兴奋剂检测，疾病诊断，案件侦破，蛋白质工程，疾病治疗，环境检测，药物开发，药物靶标SPR光纤传感技术经过多年来的发展，已经成为生命科学和环境检测领域的一项重要研究工具，在适用的各个领域都有不俗的表现。随着SPR技术成为科研中一个不可缺少的部分，SPR光纤传感的应用将更加趋向多样化，在未来的生命科学与环境工程领域中，将扮演一个越来越重要的角色。二、观点与主张研究了一种基于表面等离
6、子体波共振光谱分析的折射率检测新方法。研究发现,表面等离子体波共振效应光谱特征的折射率灵敏度会随着液体性质变化而发生改变。根据折射率测量范围不同,分别选择共振波长和共振强度作为检测参量。在理论分析和实验基础上,设计出一种基于共振光强检测的终端反射式光纤表面等离子体波共振效应传感系统,通过优化结构，实现测量结果精确性参考文献1DAVIDMONZONHERNANDEZ,JOELVILLATOROHIGHRESOLUTIONREFRACTIVEINDEXSENSINGBYMEANSOFAMULTIPLEPEAKSURFACEPLASMONRESONANCEOPTICALFIBERSENSOR,SEN
7、SORSANDACTUATORSB11520062272312ZXIE,JTAO,YLU,KLIN,JYAN,PWANG,HMING（明海）,POLYMEROPTICALFIBERSERSSENSORWITHGOLDNANORODS，OPTCOMMUN,282，43944220093曾捷梁大开曾振武杜艳,反射式光纤表面等离子体波共振传感器特性研究,光学学报第27卷第3期2007年3月4曹振新，夏继江,光纤表面等离子体共振传感检测系统共振波长的红移,光子学报第37卷第10期2008年10月5张志伟,基于表面等离子体共振的光纤传感技术研究,山西电子技术2009年第3期6吴斌，王庆康基于金属表面等离子体的光学器件,半导体光电2006年10月第27卷第5期7闫培光,邢凤飞,阮双琛,李乙钢,微结构光纤表面等离子体共振传感器研究,深圳大学学报理工版第26卷第1期2009年1月8JHOMOLA，PRESENTANDFUTUREOFSURFACEPLASMONRESONANCEBIOSENSORS，ANALBIOANALCHEM377,528839，2003
