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侧边抛磨单模光纤表面等离子体传感器的设计和优化
  • ISSN号:1000-0593
  • 期刊名称:光谱学与光谱分析
  • 时间:2015.5.15
  • 页码:1419-1423
  • 分类:O433[机械工程—光学工程;理学—光学;理学—物理]
  • 作者机构:[1]暨南大学光电信息与传感技术广东普通高校重点实验室,广东广州510632, [2]清华大学深圳研究生院光学检测与成像实验室,广东深圳518055
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(61177075,11004086,61008057),广东省战略性新兴产业核心技术攻关项目(2012A032300016),中央高校基本科研业务费专项资金项目(21612437,21613405,21613325),广东高校优秀青年创新人才培养计划项目(LYM10024),深圳光纤传感网技术工程实验室开放基金项目(SZEL0FSN-201301)资助
  • 相关项目:耦合微纳光纤环型谐振腔的侧边抛磨光子晶体光纤器件研究
中文摘要:

表面等离子体共振传感是基于光学消逝波与金属表面等离子体波共振的一种高灵敏度、快速、无标记的测量方式。光纤的表面等离子体共振传感具有在线测量、体积小、抗电磁干扰等优点。为提高折射率传感灵敏度,采用轮式侧边抛磨法抛磨掉多模光纤的全部包层和部分纤芯,并采用溅射法在光纤抛磨区先镀高折射率的铬层然后镀金膜,制作了侧边抛磨光纤表面等离子体共振传感器。研究结果表明:该传感器可实现液体折射率在1.333~1.431 RIU范围的测试,平均光谱灵敏度为4.11×103 nm · RIU -1,在1.417~1.431 RIU折射率范围内光谱灵敏度达1.09×104 nm · RIU -1,折射率测量范围和光谱灵敏度均优于已报道的结果。此外,该传感器具有良好的稳定性与重复性实验测试,最小分辨率约为3.6×10-5 RIU。该传感器光谱灵敏度高、检测范围大、尺寸小及良好的稳定性与重复性等优点,可被用于食品检测、环境监测、生物医学检测等相关领域。

英文摘要:

Surface plasmon resonance ,which utilizes the resonance of optical evanescent wave with the metal surface plasmon wave ,has been developed into a high sensitivity ,rapid ,label-less measurement method for chemical and biological analysis .In order to improve the spectral sensitivity in refractive index for a side polished fiber surface plasmon resonance sensor ,the whole cladding layer and part of core of a multimode fiber was polished off .Additionally ,an extra chrome layer with relatively high re-fractive index was coated on the polished zone before a gold film .The results showed that the sensor can measure the refractive index range from 1.333 to 1.431 RIU ,with the average spectral sensitivity of 4.11× 103 nm · RIU -1 ,which is better than the reported results .Especially ,in the refractive index range of 1.417-1.431 RIU ,the sensitivity reaches to 1.09 × 104 nm - RIU -1 .The minimum resolution of approximately 3.6 × 10-5 RIU was estimated by a combination analysis with the sensor sen-sitivity and stability .The superiorities possessed by the proposed sensor in high sensitivity ,wide detection range ,small size and good stability and reproducibility ,etc .,make it a good candidate for food testing ,environmental monitoring ,biomedical testing and other related fields .

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期刊信息
  • 《光谱学与光谱分析》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国光学学会
  • 主编:高松
  • 地址:北京海淀区魏公村学院南路76号
  • 邮编:100081
  • 邮箱:chngpxygpfx@vip.sina.com
  • 电话:010-62181070
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-0593
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2200/O4
  • 邮发代号:82-68
  • 获奖情况:
  • 1992年北京出版局编辑质量奖,1996年中国科协优秀科技期刊奖,1997-2000获中国科协择优支持基础性高科技学术期刊奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国生物医学检索系统,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:40642