特种光纤生物传感器制作及应用研究

发布时间：2021-01-06 02:03

　　光纤传感器因其抗强电磁干扰,耐化学腐蚀,结构简单,灵敏度高等独特的优点,广泛应用于人体医学,城建监控,环境监测等方面,其中特种光纤具有更加优异的传感性能,D型光纤和光子晶体光纤是目前主要研究的两种特种光纤结构。D型光纤因其成本低廉、工艺简单、插入损耗可控等突出优势,使其广泛应用于制作各类全光纤器件。另外将传统光纤与光子晶体结合制作出的光子晶体光纤,因拥有无截止高双折射、单模传输、可调节色散等传统光纤不具备的优良特性,在光纤领域又掀起一股浪潮。在此背景下,本文设计了几种应用于生物传感领域的光纤传感器,并对其光学特性进行了深入的研究,主要研究的内容和成果如下:一、提出了一种以银-石墨烯层为敏感材料的D型光纤表面等离子体共振（SPR）传感器仿真模型。利用银可以提供比金更高的检测精度,D型结构有助于改善模式之间的相位匹配,并且通过在金属层下方沉积石墨烯可以增强电场并改善传感性能等特点,实现了一种超灵敏的SPR传感器。该传感器采用单模光纤作为研究材料,成本低可用于大量生产,在生物检测方面具有广泛的应用前景。二、自主搭建出光纤的轮式侧面抛磨装置,掌握了D型光纤的制作和封装方法;通过对D型光纤传感性... 

【文章来源】：南昌航空大学江西省

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

(a)侧面抛磨光纤横截面(b)侧面抛磨光纤侧面

图 1-1 (a)侧面抛磨光纤横截面 (b)侧面抛磨光纤侧面1.1.2 光子晶体光纤 SPR 生物传感器光子晶体光纤又称微结构光纤或多孔光纤，是基于光子晶体理论发展而成的。光子晶体分为 3 种不同的结构：一维、二维和三维光子晶体。目前大多选择二维光子晶体作为 PCF 的制作材料，PCF 的截面存在着周期性排列的空气孔，这种特殊的内部结构使得 PCF 具有一般光纤没有的特性。根据导光原理将 PCF

5图 1-4 倏逝波原理图同介质中传输时，因为不同介质的折射率不同，大的介质入射到折射率小的介质时，会出现全反界面处，光其实并非像几何光学作图一样直接在的介质中，而是发现一部分光渗透到折射率小的的形式，而是一种随深度的增加，光能量迅速呈相位发生变化的电磁波,称为倏逝波[17]。这是波


本文编号：2959714