基于双芯光子晶体光纤的高灵敏度椭圆侧芯表面等离子体共振折射率传感特性
本文选题：光纤光学 + 表面等离子体共振 ； 参考：《激光与光电子学进展》2017年09期
【摘要】：提出了一种基于双芯光子晶体光纤(PCF)的高灵敏度椭圆侧芯表面等离子体共振(SPR)折射率传感模型。在各向异性的完美匹配层边界条件下利用全矢量有限元法对传感器特性进行了数值仿真。研究发现:在椭圆侧芯中涂覆金属银纳米层可以实现SPR,共振峰对检测孔的折射率变化具有很高的传感灵敏度;与圆形结构相比,所提椭圆侧芯结构中的纤芯基模和金属表面等离子体激元(SPP)模式更易实现相位匹配;当椭圆率为0.7时,灵敏度在1.45~1.50的折射率范围内可达10412nm·RIU~(-1),且传感曲线线性度高;椭圆侧芯结构能够有效抑制高阶SPP模式,避免基模与多个SPP模式耦合形成干扰。
[Abstract]:A high sensitivity elliptical side core surface plasmon resonance (SPR) refractive index sensing model based on two-core photonic crystal fiber (PCF) is proposed. The full vector finite element method is used to simulate the sensor characteristics under anisotropic perfectly matched layer boundary condition. It is found that the SPRR can be realized by coating the silver nano-layer on the elliptical side core, and the resonance peak has a high sensitivity to the refractive index change of the detecting hole, and compared with the circular structure, the resonance peak has a high sensitivity to the change of the refractive index of the hole. It is easier to realize phase matching between the core based mode and the metal surface plasmon SPP mode in the elliptical side core structure, and the sensitivity is within the refractive index range of 1.45 ~ 1.50 when the ellipticity is 0.7, and the linearity of the sensing curve is high. The elliptical side core structure can effectively suppress the high order SPP mode and avoid the interference between the base mode and multiple SPP modes.
【作者单位】： 南昌航空大学无损检测与光电传感技术及应用国家地方联合工程实验室;南昌航空大学江西省光电检测技术工程实验室;南昌工学院机械与车辆工程学院;
【基金】：国家自然科学基金(61665007) 江西省自然科学基金(20161BAB202039)
【分类号】：TN253
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，本文编号：1932302
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