基于表面等离子体共振的双芯光子晶体光纤横向应力传感器

发布时间：2018-01-21 02:57

  本文关键词： 传感器 表面等离子体共振 光子晶体光纤 应力　出处：《光学学报》2017年08期 　论文类型：期刊论文

【摘要】：基于表面等离子体共振(SPR)效应,设计了一种采用双芯结构光子晶体光纤(PCF)作为光波导的横向应力传感器。通过建立SPR耦合波模型和PCF结构的形变模型,利用全矢量有限元法进行数值模拟,获得了基模共振峰的偏移量与横向应力的关系。结果表明共振峰波长的偏移量与所施加应力具有很好的线性关系。对PCF的截面结构进行优化设计,通过选择适当的空气孔层数、直径和周期,可获得较高的测量灵敏度。该研究可为基于SPR的PCF横向应力传感器的设计提供理论依据。
[Abstract]:Based on the surface plasmon resonance (SPR) effect. A transversal stress sensor using two-core photonic crystal fiber (PCF) as optical waveguide is designed. The SPR coupled wave model and the deformation model of PCF structure are established. The full vector finite element method is used for numerical simulation. The relationship between the offset of the fundamental mode resonance peak and the transverse stress is obtained. The results show that the deviation of the wavelength of the resonance peak has a good linear relationship with the applied stress. The cross-section structure of PCF is optimized. High sensitivity can be obtained by selecting appropriate air hole layer number, diameter and period. This study can provide theoretical basis for the design of PCF transverse stress sensor based on SPR.
【作者单位】： 佛山科学技术学院物理与光电工程学院;华中科技大学材料科学与工程学院;中国矿业大学信息与控制工程学院;
【基金】：国家自然科学基金(51404268)
【分类号】：TN253;TP212
【正文快照】： 1引言 表面等离子体激元(SPP)是金属表面自由电子与入射光子相互作用所形成的一种电磁模式。若选择适 当的入射光波长和入射角,使SPP与倏逝波的频率相等,就会产生表面等离子体共振(SPR)效应[1-4]。当SPR效应产生时,入射光被强烈吸收,反射光或透射光的能量急剧下降,并在反射

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