基于薄膜光学理论的光纤表面等离子共振传感器研究

付丽辉^1,2，尹文庆²，戴峻峰¹

1. 淮阴工学院自动化学院2. 南京农业大学工学院江苏省智能化农业装备重点实验室

摘 要：为完善光纤表面等离子共振传感器设计方法,在MATLAB环境下,基于薄膜光学理论,以金属薄膜复介电常数的虚部、实部、膜层厚度、光纤纤芯折射率、环境介质折射率为中间参量建立数值计算模型,研究讨论了各自对光纤表面等离子体共振传感头反射谱的影响。利用实验对数值计算结果进行验证。给定传感头的光纤与薄膜结构参数,在较大的环境介质折射率折变化范围内,可能观测到多个表面等离子共振点,环境介质折射率不同的有效测量范围,对纤芯折射率、薄膜厚度有着不同的临界取值要求。这可为波长调制型光纤SPR传感器测量方案优化,提供相应理论指导。

关键词：光纤传感器;表面等离子共振效应;薄膜光学;数值计算仿真;Matlab;