基于光纤表面等离子体共振检测溶液折射率变化

作     者：陈强华 韩文远 孔祥悦 何永熹 罗会甫 Chen Qianghua;Han Wenyuan;Kong Xiangyue;He Yongxi;Luo Huifu

作者机构：北方工业大学机械与材料工程学院北京100041 北京理工大学机械与车辆学院北京100081 

出 版 物：《中国激光》 (Chinese Journal of Lasers)

年 卷 期：2020年第47卷第8期

页      面：153-159页

核心收录：

学科分类：070207[理学-光学] 07[理学] 08[工学] 0803[工学-光学工程] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家自然科学基金(51005022,50475177,51575004,51775044) 北京市属高校基本科研业务费(110052971921/043) 北方工业大学科研启动基金(110051360002) 国防科工局技术基础研究项目(JSJLXXXX18) 

主　　题：测量 溶液折射率 表面等离子体共振 光纤传感器 双频激光干涉 相位测量 

摘      要：基于Kretschmann结构,建立了一种具有四层介质的光纤表面等离子体共振(SPR)传感器理论模型。通过仿真可知,当折射率为1.333~1.336时,反射波p、s偏振分量的相位差与折射率呈近似线性的变化关系,并得到了光纤SPR的传感测量公式。实验使用双频He-Ne激光器作为光源,提出了一套基于共光路结构的外差干涉光纤SPR测量系统,并采用相位解调的信号处理方法,使传感器具有较高的测量分辨率。甘油溶液的实验标定数据表明测量结果与理论分析一致,且结果与采用其他测量方法得到的结果吻合度较好,二者所得折射率的相互误差小于8.0×10^-5。所提传感器可以应用于环境检测、食品安全、药物筛选及临床医学等领域中。