双芯光纤SPR传感器

基于双芯光纤的SPR传感器

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。

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10412 nm·RIU-1, 且传感曲线线性度高