一、光纤表面等离子体波传感器用于固化监测的研究(英文)（论文文献综述）
王帅[1]（2021）在《基于SPR的光纤甲烷气体传感研究》文中指出甲烷是大气污染气体之一,也是易燃易爆气体。实时监测甲烷气体浓度对于环境保护、安全生产具有重大意义。敏感材料涂覆光纤表面等离子共振（SPR）传感器具有抗电磁干扰、电绝缘、耐腐蚀、可多点复用等诸多优点,广泛应用于工业气体在线监测和空气质量监测等领域。本文围绕甲烷气敏材料涂覆光纤SPR传感器,开展了以下几方面的工作:首先,阐述了光纤SPR甲烷气体传感器的研究目的与意义。对甲烷气体传感器的国内外研究现状进行综述,分析了现有光纤甲烷传感器存在的弊端,提出了几种结构和不同敏感材料涂覆光纤甲烷SPR传感器,有效提高了甲烷传感器响应灵敏度与选择性。同时,介绍了光纤表面等离子体共振甲烷传感器的工作原理,详细分析了影响甲烷传感器性能的因素及评价传感器性能的参数指标。其次,利用有限元算法模拟了几种不同参数的纤芯-包层-金属-敏感材料型光纤SPR甲烷传感器的响应特性,并对涂敷材料的种类、厚度及传感区域长度等参数进行优化,从灵敏度、透射深度及品质因数（FOM）等方面综合评估了传感器性能。结果表明,在甲烷浓度0-3.5%的范围内,纤芯直径为10μm、包层直径为11μm的光纤、Ag层厚度为20 nm时,传感器的甲烷气体浓度响灵敏度可达-3.51 pm/ppm;纤芯直径为10μm、包层直径为11μm的光纤、Au膜厚度为10 nm时,传感器的甲烷气体浓度响应灵敏度可达-3.14 pm/ppm。最后,实验研究了涂覆金属种类、厚度以及传感区域长度对传感器性能的影响,确立了Cr/Au双层金属涂覆的光纤SPR传感结构。当双金属Cr/Au金属层厚度分别为10/50nm,传感区域长度为15 mm时,传感器灵敏度最高、稳定性最好。通过水热法制备了Pd-SnO2/rGO甲烷气敏感材料。利用SEM、EDS、XRD等手段,分析了气敏材料的晶体结构、微观形貌及成分。设计制作了Pd-SnO2/rGO、穴番敏感材料涂覆的Cr/Au双金属层光纤SPR传感器,实验研究其对甲烷气体浓度传感测量的响应灵敏度、重复性与选择性。结果表明,Pd-SnO2/rGO敏感材料涂覆传感器的响应灵敏度可达1.02 pm/ppm;穴番敏感材料涂覆传感器的灵敏度可达-0.55 pm/ppm,实现了对甲烷气体的高选择性、高灵敏传感测量,具有良好的重复性。综上所述,本文设计的敏感材料涂覆的光纤SPR甲烷传感器,能实现对甲烷气体的高灵敏选择性传感测量,为甲烷气体的检测提供了一种有效手段。
冯晓艳[2]（2021）在《基于CCD的SPR型塑料光纤折射率检测系统设计》文中进行了进一步梳理表面等离子体共振（SPR）是用于检测外部环境的变化的一种光学现象,在环境质量检测和生物医学研究等领域获得了广泛的应用。光纤SPR传感器由于规格小、精度高、响应速度快、抗电磁干扰能力强和对环境中折射率变化敏感,已经成为近年来研究的热点。因此,设计了一种D型塑料光纤SPR传感器来检测折射率的变化,同时设计并制作了传感器检测的相关电路,主要工作如下:首先分析了折射率检测系统的工作原理、基本性能以及光纤SPR效应,光学系统的设计选择基于平场全息凹面光栅的光路结构,使用ZEMAX软件确定所需的光学元件参数后,完成建模优化。利用磁控溅射法在抛磨好的D型光纤结构上涂覆50nm厚的金膜,创建D型光纤表面等离子体共振传感器来检测折射率变化。设计并构造以FPGA为核心驱动芯片和CCD为光电探测器的折射率检测系统。根据功能整个电路系统分为CCD驱动、AD转换、FPGA控制和USB通信等模块。选用响应波长范围是200nm-1100nm的线阵CCD探测器TCD1304DG进行光电转化,得到的信号通过AD7667转换为数字信号,利用“软”FIFO进行速率匹配,通过USB通信接口将电路板与上位机连接起来,完成数据的传输。其中FPGA用于完成各个模块的程序控制,而Labview设计的上位机用于进行完成数据的图像化显示。搭建好系统后,使用拟合法进行波长标定,完成“像元位置-波长”的一一对应,最后选用水和Na Cl溶液进行折射率检测。实验结果表明设计的测试系统在400-800nm范围内具有稳定的性能,可以准确测量波长变化,且光栅在660nm附近波长分辨率为2nm,符合设计要求。因此可以根据设计的D型塑料光纤SPR传感器的灵敏度1213nm/RIU,和设计搭建的测试系统对不同溶液的折射率进行检测。
胡江西[3]（2021）在《基于SPR的新型光纤曲率传感器研究》文中研究指明曲率测量技术在建筑结构健康监测、地球物理、地质灾害监测等领域起着举足轻重的作用。目前,已经有很多种类的光纤曲率传感器,比较常见的有光纤布拉格光栅曲率传感器、长周期光纤光栅曲率传感器、光纤马赫-曾德尔干涉仪曲率传感器等。这些光纤曲率传感器各有优缺点,第一种光纤曲率传感器分辨率高,但是灵敏度较低;第二种光纤曲率传感器灵敏度比前者高,但是对外界环境折射率敏感;第三种光纤曲率传感器灵敏度更高但制作相对困难。此外,上述三种光纤曲率传感器存在交叉敏感的问题。表面等离子体共振（Surface Plasmon Resonance,SPR）技术作为一种近年来新兴的传感技术,已经被广泛应用于生物和化学分析物的折射率测量,但将其用于其他物理量的测量还有待研究。基于此,本文提出将表面等离子体共振技术应用于曲率测量,以实现结构简单且能检测单一物理量的光纤曲率传感器。本文在研究基于SPR的光纤曲率传感器上,针对光纤SPR曲率传感器存在弯曲灵敏度较低以及还未实现弯曲方向识别的问题,展开了如下几点研究:1、通过建立弯曲光纤的数学模型,理论推导出光束在弯曲光纤中的传输路径以及全反射角度与弯曲曲率的数学关系。同时,结合数学软件计算分析出以不同角度进入弯曲光纤的光束全反射角度的变化规律,得出随着光纤弯曲曲率增加,以不同角度入射的光束在弯曲光纤中的全反射角变化规律一致的结论。2、提出纤芯失配型光纤包层SPR曲率传感器。将单模光纤分别与去除涂覆层的单模光纤、多模光纤进行偏芯熔接,并分别在偏芯熔接的单模光纤和多模光纤包层表面镀制厚度50nm的金膜并涂覆紫外固化胶,以形成SPR传感区。同时,制作比较经典的两段多模光纤之间夹焊一段单模光纤形成的异质芯光纤结构,与利用偏芯熔接技术形成的两种光纤结构进行对比测试。实验结果表明,偏芯熔接型光纤结构的平均波长灵敏度、平均共振强度灵敏度和分辨率均要高于异质芯光纤传感结构,而异质芯光纤结构采用正对熔接,结构稳定且易于封装。此外,还利用银膜修饰结构稳定的异质芯光纤结构以提升其传感性能。3、在第二点研究基础上,提出一种弯曲诱导型光纤包层SPR曲率传感器,将去除涂覆层的单模光纤正对熔接用于接收透射光谱的阶跃多模光纤,并在单模光纤包层表面镀制厚度50nm的金膜并涂覆紫外固化胶形成SPR传感区。光纤受到外力发生弯曲形变,致使单模光纤纤芯中的传输光泄漏到光纤包层中,传输光在包层和金膜界面发生全反射并产生倏逝场,进而发生SPR效应。实验结果表明,与纤芯失配型光纤结构相比,弯曲诱导型传感结构在共振波长灵敏度、共振强度灵敏度和分辨率方面都更具优势。此外,还研究了单模光纤截止波长对该传感器的灵敏度的影响,并解决该传感器存在的测量空程问题。4、提出可方向识别的光纤SPR曲率传感器。在第一点研究的基础上,进一步研究发现,随着弯曲曲率增加,光束的全反射角在弯曲光纤的外凸侧和内凹侧的变化趋势相反,而全反射角度变化趋势与SPR共振峰的偏移方向有关。利用光束全反射角的这一变化特性,在结构稳定性优异的塑料包层阶跃折射率多模光纤的纤芯的一侧表面镀制厚度50nm金膜,并在金膜表面旋转涂覆紫外固化胶,以形成不对称的光纤SPR传感区。实验结果表明,该传感器可以通过SPR共振峰的偏移方向实现弯曲方向识别。
吴萍[4]（2021）在《基于渐变多模光纤自聚焦特性的微位移传感器研究》文中提出微小位移传感在诸多领域都起着至关重要的作用,例如结构健康监测领域、滑坡监测以及微观制造领域等。光纤表面等离子体共振（Surface Plasmons Resonance,SPR）传感器作为一种新型的高精度、高灵敏度、抗干扰的光纤传感器,已普遍应用于生物医学、食品安全和化学试剂检测等领域。然而,其在微位移测量方面的研究和应用却十分匮乏,在多维微位移检测方面的应用更是寥寥无几,且目前已提出的光纤SPR微位移传感器主要存在微位移量程窄、探针制作工艺复杂和传感结构稳定性差等问题。本文围绕光纤SPR微位移传感机理展开研究,重点解决微位移量与SPR产生条件难以建立联系和如何使倏逝波与传感膜接触的问题,力求设计一种探针制作工艺简单且传感结构稳定的大检测量程光纤SPR微位移传感器,并争取在此基础上探讨多维微位移检测的可能性。因此,本文具体研究工作如下:第一,对光纤SPR传感机理进行深入研究。针对光纤SPR的传感机理进行分析,研究SPR产生条件。再根据理论分析,建立光纤SPR传感条件与微位移量之间的联系。第二,对基于渐变多模光纤（Graded-Index Multi-Mode Fiber,GIMMF）自聚焦特性的微位移传感仿真研究。对GIMMF的自聚焦特性进行理论分析,探究改变纵向偏移量、轴向偏离角度以及横向偏移量对GIMMF中光路传播轨迹的影响,然后利用RSoft仿真软件对其中光场进行仿真研究。最后,根据仿真结果,利用Matlab仿真程序对SPR透射光谱进一步仿真研究。第三,提出了基于渐变多模光纤自聚焦特性的微位移传感器。通过控制单模光纤注光,改变其注光的纵向偏移量和轴向偏离角度实现光纤SPR微位移和微角度传感。经理论分析和实验证明,随着入射光的轴向偏离角度和纵向偏移量增大,传感探头透射光谱的共振波长均向长波长方向移动,其共振谷深度均随之增加。微位移传感的波长灵敏度和光强灵敏度分别为0.7084nm/μm和0.0236a.u./μm,微角度传感的波长灵敏度和光强灵敏度分别为2.417nm/°和0.0236a.u./°。第四,提出了基于渐变多模光纤异质芯结构的微位移传感器。通过对异质芯结构光纤的实用特性研究,再基于渐变多模光纤的自聚焦传播特性,设计制作了微位移传感探针,并分别研究宽光束和倾斜光束以纵向偏移量注光对微位移传感性能的影响。从实验结果表明,当在倾斜光束注光条件下,随着注光的纵向偏移量增大,传感探头透射光谱的共振波长往长波长方向移动,共振谷深度也随之增大,其波长灵敏度和光强灵敏度分别为0.5097nm/μm和0.0097a.u./μm,且微位移检测范围扩大至0-75μm。这为目前所提出的同类型光纤SPR微位移传感器量程的3倍。第五,提出了基于渐变多模光纤自聚焦特性的二维微位移传感器。通过将同轴双波导特种光纤（Dual Concentric-Core Fiber,DCCF）微加工成锥型端面结构,在同一光纤上构造两种不同的可用出射光场,再分别利用两个光场实现不同维度上的微位移传感,从而提出了一种基于渐变多模光纤自聚焦特性的二维微位移传感探针。根据实验结果表明,当给DCCF的环芯通过时,出射光场呈环形喇叭状,随着横向偏移量增大,SPR共振波长红移且共振谷深增大,在横向位移范围为10-310μm内,其波长灵敏度为0.6594nm/μm,光强灵敏度为0.00108a.u./μm。当给DCCF的中间芯通光时,出射光束略大于单模光纤的出射光束并且呈水平射出,随着纵向偏移量增大,SPR共振波长红移且共振谷深增大,其纵向微位移的波长灵敏度和光强灵敏度分别为0.3935nm/μm和0.00331a.u./μm,纵向位移量程为0-60μm。综上,本文提出了基于渐变多模光纤自聚焦特性的微位移传感器,在单根渐变多模光纤上实现了微位移与微角度双传感;并针对异质芯结构光纤进行研究,进而提出了一种基于渐变多模光纤异芯结构的微位移传感方案并进行验证,有效地降低了探针制作的复杂程度并提高了结构稳定性;最后,利用锥型端面的同轴双波导光纤注光结构与基于渐变多模光纤异质芯结构的微位移传感方案组合,有效实现了基于渐变多模光纤自聚焦特性的二维微位移传感。
王潇[5]（2021）在《光纤光栅传感器在生化领域的研究与应用》文中提出传感器的功能是感知世界、将难以测量的未知信号转变为容易测量的已知信号（例如电信号）的器件,在信息技术与物联网技术的发展中起到至关重要的作用。光纤传感技术作为一种新兴的传感技术,由于其独特的优势已经成为了一个热门的研究方向。光纤传感技术运用在生化检测领域不仅具备灵敏度高、所需样本量少,而且具有优异的抗电磁干扰能力,光纤传感器对外界环境要求低、具备实现实时远程检测的能力。近年来,光纤光栅传感器应用于各种类型的生化检测的研究具有十分重要的研究价值以及极大的应用前景。本文以长周期光纤光栅（Long-period fiber grating,LPFG）与倾斜光纤光栅（Tilted fiber Bragg grating,TFBG）两种光纤光栅作为载体,研究其传感特性,结合不同的敏感材料,分别设计并制作了高灵敏度、高可靠性的光纤光栅化学和生物传感器。本文主要研究内容如下:（1）研究了不同光纤光栅传感器的性能特点与应用场景。从光纤光栅的基础耦合理论出发,研究并分析了LPFG与TFBG对各种不同待检测的生物和化学量的传感性能。以相位掩膜法为基础,使用准分子激光器刻制了不同类型的光纤光栅（LPFG与TFBG）。（2）研究了聚苯胺在不同的酸性和碱性条件下独特的化学特性。在酸性溶液的条件下,往苯胺溶液中加入过硫酸铵通过氧化聚合反应在LPFG表面沉积聚苯胺（PANI）膜,从而制备了一种高灵敏度高可靠性的光纤光栅PH传感器。过程中使用光谱分析仪采集透射光谱,从而分析PANI薄膜的沉积速率。通过搭建了测试光路进行测试,该传感器在2-12的PH范围内具有118 pm/PH的灵敏度。同时,根据实验验证,传感器具有较快的响应时间,传感器长期稳定,可以适用于复杂环境的长期监测。（3）由于其独特的光谱特性,TFBG可以更好地适用于生物传感领域。为了扩大光纤光栅传感器在生物传感领域的应用,我们根据TFBG的光谱特性,研究了TFBG-SPR传感器的性能及优点。设计并制造了可以适用于磁控溅射的光纤自动旋转装置,使其能够在真空腔体中保持一定转速稳定的旋转,从而能够在光纤表面形成均匀的纳米薄膜。研究了不同偏振状态的光对激发SPR共振的影响。通过实验研究了TFBG-SPR传感器在不同折射率浓度的蔗糖溶液中的传感性能。此外,使用半胱胺盐酸盐溶液功能化传感器表面使其具备结合大分子活性蛋白的能力。
蔡云[6]（2020）在《基于光纤表面等离子体共振传感器的设计与研究》文中提出光纤表面等离子体共振（surface plasmon resonance,SPR）传感器对外界环境折射率的变化非常敏感,由于其具有灵敏度和分辨率高、能实时检测等优点而被广泛应用于生物、化学和医疗等领域。本论文从光纤SPR传感器的结构和材料两个角度来优化传感器的性能,主要研究了在线传输式光纤SPR传感器和侧边抛磨型光纤SPR传感器两种结构,用多层膜传输矩阵理论和有限元分析方法系统地研究影响传感器性能的因素,通过引入二维材料二硫化钨,改变各层膜的厚度以及金属膜结构,分别提出了最优化设计方案。以下为本论文的主要研究内容:1、围绕SPR技术理论,分析了SPR传感器的传感原理,研究了最典型的Kretschmann棱镜结构的SPR波矢色散关系,用基于有限元分析方法的COMSOL Multiphysics仿真软件模拟了SPR现象的激发与传播以及折射率传感特性,仿真出SPR现象引起的局部场强急剧增强的现象,深入研究了根据透射光谱的共振峰所对应的共振波长可求得传感介质折射率的传感特性,为全面设计光纤SPR传感器提供基础。2、提出一种在金膜表面涂覆氧化锌和二硫化钨材料的在线传输式光纤SPR传感器,通过增加倏逝波的透射深度来提高光纤SPR传感器的灵敏度。根据多层膜传输矩阵理论,用MATLAB软件对透射光谱进行数值仿真计算,优化各层膜的厚度,分析传感器灵敏度的最优值,并研究其光场分布。结果表明,在外界环境折射率为1.33～1.37的范围内,用金膜、氧化锌和二硫化钨调制的最佳厚度分别为40nm、5nm和14层时,光纤SPR传感器灵敏度最高可达到4310 nm/RIU,相比于没有修饰二硫化钨的结构灵敏度提高了36%。提出将所设计的光纤SPR传感器应用于葡萄糖浓度检测的设想,描述了检测原理,对其进行了数值模拟研究。3、提出一种修饰二硫化钨的金纳米柱阵列侧边抛磨型光纤SPR传感器,先用COMSOL Multiphysics仿真软件研究基于金膜的侧边抛磨型光纤SPR传感器,分析了传输模式、金膜厚度以及剩余包层厚度对SPR传感器性能的影响,在得出其最佳参数的基础上,研究了各种光纤参数、金纳米柱参数及二硫化钨厚度对SPR传感器性能的影响。研究得出基于金膜和基于金纳米柱阵列的侧边抛磨型光纤SPR传感器的最优灵敏度分别为3410 nm/RIU和4300nm/RIU,基于二硫化钨修饰的金纳米柱阵列侧边抛磨型光纤SPR传感器的灵敏度随着二硫化钨层数的增加而增大,灵敏度高达4890 nm/RIU。研究表明,二硫化钨材料可以提高SPR传感器的灵敏度,并且基于金纳米柱的侧边抛磨型光纤SPR传感器比基于金膜的灵敏度更高。
张云芳[7]（2020）在《光纤表面波导器件的飞秒激光制备及传感性能研究》文中指出通信网络的快速发展加速了物联网技术的应用进程,如今,智能家居、无人驾驶、智慧城市等正在逐步融入人们的日常生活,为人们带来更多的便利。物联网作为新兴产物,体系结构更复杂、没有统一标准,各方面的安全问题更加突出。其关键实现技术是传感网络。在传感器暴露的自然环境下,如何长期维持网络的完整性成为了传感技术发展的新方向。光纤传感器因具有抗电磁干扰、耐绝缘、耐腐蚀、体积小质量轻、可接入网络进行远程监测等优异性能而倍受青睐。本课题研究的倏逝场型光纤传感器是其中非常重要的一类。倏逝场型光纤传感器最初只是单纯的用于测量外界环境溶液折射率的变化。随着生物检测、纳米材料和半导体材料研究的快速发展,对基底器件的尺寸有着越来越高的要求,由此倏逝场型光纤传感器以其体积微小、在光纤表面可产生倏逝波（即光能量）等特点被众多学者了解使用。然而,传统的倏逝场型光纤传感器仍存在一些不利于其在实际环境中使用的问题,如不能平衡倏逝场强度和机械强度之间的关系。本论文将光纤传感技术与飞秒激光直写光波导技术相结合制作出一类新型倏逝场型光纤传感器,很好的解决了该问题,并对其进行了深入的研究,具体内容如下:第一章:绪论。简要介绍了本课题对物联网技术发展的研究意义,归纳总结了3类倏逝场型光纤传感器结构的优点和存在的问题,并列举了倏逝场型光纤传感器的应用方向;接着介绍了飞秒激光分别在块体玻璃内部、块体玻璃表面和光纤内部写制光波导的研究进展,引出本课题的研究内容。第二章:飞秒激光制备光波导技术。在制作新型倏逝场型光纤传感器之前,首先对飞秒激光与透明材料相互作用制备光波导的原理和飞秒微加工系统进行了介绍;接着通过改变飞秒激光的脉冲能量和平台位移速度来优化光波导的传输损耗,实现了光在激光波导中的0.1 d B/mm低损耗传输;最后对衡量光波导质量的折射率调制量和模场轮廓两个参数进行了测量。第三章:光纤表面波导马赫曾德干涉式折射率传感器。光纤马赫曾德干涉仪是光纤传感器中研究较广泛的一类结构,其传感原理简单,制作方便。为了探究本课题的可实现性,本论文利用该结构制作了一种基于光纤表面波导的马赫曾德干涉式传感器。文中对该传感器的传感原理、折射率响应和温度响应测试的方法进行了详细的描述。实验结果显示该传感器对外界环境折射率变化敏感,并测得在1.432折射率处的灵敏度高达3000 nm/RIU。由于结构的优势该传感器不仅对温度不灵敏,还具有较高的机械强度。第四章:镀膜光纤表面波导SPR折射率传感器。为了验证光纤表面波导的倏逝场强度可与一定厚度的纳米材料发生相互作用,本课题采用了在光纤表面镀金的方式制作光纤SPR传感器。文中详细介绍了光纤SPR传感器的工作原理和光纤表面波导SPR传感器的制备流程,并对其进行了折射率响应的测试。实验结果显示,该传感器与传统的光纤SPR传感器一样对外界环境折射率非常敏感,并测得在1.395折射率处的灵敏度为3352 nm/RIU。最后对光纤表面波导SPR模型进行了数值仿真,并将仿真数据与实验数据相比较,结果显示实验和仿真有较高的吻合度。
沈建明[8]（2020）在《基于少模光纤的表面等离子体共振折射率传感技术研究》文中提出光纤表面等离子体共振（Surface Plasmon Resonance,SPR）传感器将光纤纤芯作为载体替代传统棱镜结构来激发SPR效应。它不仅具备SPR技术对外界环境介质折射率变化十分敏感的优势,同时又具有光纤体积小、电绝缘、耐腐蚀、抗强电磁干扰、适用性强等独特的优点,因此,光纤SPR传感器在医学诊断、药物开发、公共安全、环境监测等领域均具有广阔的应用前景。目前光纤SPR传感器通常是基于单模光纤或多模光纤。本文提出基于少模光纤制备光纤SPR传感器,以少模光纤中的高阶模与SPP模谐振的方式,增强其谐振损耗值,提高传感的灵敏度。在此基础上,提出了采用侧边正交双切光纤结构,以解决单侧抛型光纤SPR传感器对偏振敏感的问题,从而无需对输入光进行偏振控制,就可以实现高灵敏度的传感。同时,提出了一种D型单孔光纤双参量SPR传感器,可实现温度和磁场强度的双参量传感。采用有限元法对两种方案进行了数值模拟,分析了金属纳米线的尺寸、位置等参数与传感器性能的关系,并分析传感器的灵敏度、半高宽等指标,本文的主要研究内容包括:（1）介绍了表面等离子体共振的发展历程和SPR技术的应用,并对少模光纤和侧边抛磨光纤的特性和应用做出了描述。介绍了光纤SPR传感器的理论基础包括表面等离子体共振的相关原理,光纤SPR传感器结构以及金属材料和石墨烯材料的概述。（2）提出了一种基于少模光纤的光纤SPR传感器,采用LP11模与SPP模共振耦合的方法,以获得更高的共振损耗。在此基础上,提出侧边正交双切光纤SPR传感器,这种结构可实现偏振不敏感型传感,以解决基于金属模和基于纳米金属线的侧边抛磨光纤SPR传感器的偏振敏感问题,可以有效降低传感对光源及光纤器件的要求。该传感器由侧边双切光纤、纳米金属线、介质层组成。系统研究了各项参数对其传感性能的影响。最后,提出在金属线上镀石墨烯层以增强其传感灵敏度。（3）提出了一种基于少模光纤的D型单孔光纤双参量SPR传感器。在D型单孔光纤纤芯上侧的抛磨面涂覆一层温敏材料PDMS薄膜,形成通道1,在纤芯下侧的空气孔中填充磁流体,形成通道2。采用Au纳米线和Ag纳米线用来激发不同的SPR效应,通过其与纤芯LP11b模耦合,从而使损耗谱曲线在不同波长处形成两个损耗峰。通过测量传感器通道1和通道2的共振波长漂移量并结合双参量敏感矩阵,可以检测出外界环境温度和磁场的变化情况,解决了光纤SPR磁场传感器检测过程中易受到温度干扰的问题,实现了磁场和温度的双参量传感。最后,提出一种改进的方案,采用双芯少模光纤结构,使得纤芯不能传输LP11a模,从而彻底解决了LP11a模存在时可能会产生的干扰问题,提高了系统的稳定性。
魏方皓[9]（2020）在《基于表面等离子体共振的光子晶体光纤传感器的设计》文中指出多种多样的几何结构与独特的光学特性使得光子晶体光纤在光纤传感领域显示出了极佳的科研价值与应用前景。尤其是基于表面等离子体共振的光子晶体光纤传感器。实时传感灵敏度高、监测样品需求量小等优异的特点使得其逐步成为了生化检测、气体传感、温度监测、食品安全等领域的研究重点。论文的主要内容包括:（1）为了实现光子晶体光纤在近红外波段下的低折射率高灵敏度传感,设计了一种基于表面等离子体共振的光子晶体光纤折射率型传感器。通过改变内部空气孔的排列,使之达到双芯传输的效果。同时在光纤外壁与圆形待测物通道接触的部分放置金纳米探针。探针型结构有利于加快表面等离子体共振反应。利用有限元矢量软件COMSOL对PCF-SPR传感器的光学特性进行数值模拟仿真,得到不同待测物折射率的共振波长并绘制出纤芯损耗光谱,通过纤芯损耗光谱来对PCF-SPR传感器的传感特性进行分析。实验结果表明,其折射率测量区间为1.211.25,可以得到最大光谱灵敏度为11000 nm/RIU,最大振幅灵敏度为205.9RIU-1,探针折射率精度为1.8×10-55 RIU。（2）针对光纤温度传感装置普遍结构复杂且灵敏度偏低的问题,提出并仿真验证了一种具有高灵敏度的椭圆形气孔温度传感装置。利用表面等离子体技术与光纤温度传感技术相结合实现温度传感。在光纤外侧包覆一层金属膜,使用氯仿酒精混合物作为温度感应物质,通过有限元矢量软件COMSOL进行模拟仿真。仿真结果表明,当入射波长由0.5μm增加到1.0μm时,其温度测量区间为-20120℃,可以得到最大温度灵敏度6 nm/℃,最大振幅灵敏度为1337.12 RIU-1,测量精度为2.85×10-55 RIU。（3）将表面等离子体技术与光纤传感技术相结合,提出并仿真验证了一种具有高灵敏度的D型、基于表面等离子体共振的光子晶体光纤甲烷气体体积浓度传感器。在D型光纤的抛磨表面外侧沉积金属纳米条。甲烷敏感材料涂覆于光纤抛磨表面外侧与金属外表面。D型结构使得甲烷敏感材料与甲烷气体可以充分反应。通过有限元矢量软件COMSOL进行模拟仿真,并比较了传统金属层与金属条之间的传感性能差异。仿真结果表明,当入射波长由0.9μm增加到1.1μm时,甲烷气体体积浓度测量区间为03%,可以得到平均气体光谱灵敏度10 nm/%。本学位论文共有图39幅,参考文献92篇。
王旗[10]（2019）在《基于光纤表面等离子共振传感器的制备及性能研究》文中指出光纤传感技术伴随着光电子与光纤通讯产业得到了高速的发展,其中光纤表面等离子体共振（Surface Plasmon Resonance,SPR）传感技术不仅具有光纤传感器装置轻便、成本低廉、可分布式实时检测、便于实现网络化等检测特点,而且还具有SPR检测技术免标记、快速响应、高灵敏度、高分辨率、复杂环境干扰下稳定性强等优点,因此在生物医疗、水质检测、食品及药物安全等领域具有重要作用。相对于研究报道较多的基于金（Gold,Au）、银（Silver,Ag）膜的光纤SPR传感器,基于铜（Copper,Cu）膜的Cu-光纤SPR传感器性能优良而且成本较低。是一种具有较大潜力的可实用化的光纤SPR传感器。本论文将围绕高性能、低成本的基于Cu膜的不同结构光纤表面等离子共振传感器进行制备与性能研究,同时也开展了光纤SPR传感器的生物蛋白检测应用研究。本论文的主要工作包括如下内容:（1）提出并制备了一种可用于光纤侧面均匀镀膜的方法及装置,该装置可对光纤侧面沉积均匀的多种薄膜。解决了在光纤表面等离子共振传感器和光纤激光器技术中光纤侧面镀膜膜层均匀性差、厚度不精确等问题。可以批量用于在光纤侧面沉积不同薄膜。（2）研究了Cu-无包层光纤SPR传感器的制作方法。通过实验对影响传感器性能的制备参数进行了优化。并对优化后的Cu-SPR传感器折射率特性进行了讨论。作为本部分的创新点,为了解决Cu-光纤SPR传感器的氧化及接下来溶液浓度检测的问题,本论文利用氧化铟锡薄膜（ITO）对Cu-无包层光纤SPR传感器进行了修饰,制作出了Cu/ITO-无包层光纤SPR传感器。并研究了对折射率和生物蛋白溶液传感特性。结果表明该传感器折射率灵敏度达到4583.4 nm/RIU;品质因子比未经修饰的Cu-光纤SPR传感器提高61%;在生物蛋白溶液测试中其灵敏度和检测极限分别达到1.907nm/（mg/ml）和5.70×10-7 mg/mL。ITO薄膜不仅使得Cu-光纤SPR传感器的稳定性大幅增强,并且有效提高了传感性能。（3）针对改变光纤自身结构为Cu-光纤SPR传感器提供光纤倏逝场载体的需求,本论文研究了偏芯熔接光纤的制备方法、参数优化及其传感响应性能。通过对偏芯熔接光纤结构特征及熔接过程中光谱形状的分析,提出了马赫-曾德尔（Mach-Zehnder,M-Z）干涉结构模型,获得了干涉谐振峰消光比大于15dB的偏芯熔接光纤传感器,并对其轴向应力、温度以及溶液折射率的响应进行了测试。制备了一种Cu-偏芯熔接光纤SPR传感器,并测试了Cu-偏芯熔接光纤SPR传感器折射率响应特性。
二、光纤表面等离子体波传感器用于固化监测的研究(英文)（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、光纤表面等离子体波传感器用于固化监测的研究(英文)（论文提纲范文）
（1）基于SPR的光纤甲烷气体传感研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 气体传感器国内外研究现状 |
| 1.2.1 基于特征吸收谱的气体传感器 |
| 1.2.2 光纤干涉气体传感器 |
| 1.2.3 光纤SPR气体传感器 |
| 1.3 本课题主要研究内容 |
| 1.4 本章小结 |
| 第二章 光纤SPR气体传感机理 |
| 2.1 表面等离子体波理论 |
| 2.1.1 衰减全反射 |
| 2.1.2 倏逝波 |
| 2.1.3 表面等离子体波 |
| 2.2 光纤SPR气体传感原理 |
| 2.3 气敏材料反应原理 |
| 2.3.1 金属氧化物及其掺杂材料 |
| 2.3.2 穴番-A气敏材料 |
| 2.4 SPR传感器的性能参数 |
| 2.4.1 灵敏度 |
| 2.4.2 半峰宽和品质因数 |
| 2.4.3 透射深度和检测范围 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 传感器设计 |
| 3.1 传感器结构 |
| 3.2 有限元算法介绍 |
| 3.3 涂覆Ag光纤SPR传感研究 |
| 3.3.1 建立传感器模型 |
| 3.3.2 包层直径优化 |
| 3.3.3 银膜厚度优化 |
| 3.3.4 甲烷气体浓度响应特性研究 |
| 3.4 涂覆Au光纤SPR传感研究 |
| 3.4.1 建立传感器模型 |
| 3.4.2 包层直径优化 |
| 3.4.3 金膜厚度优化 |
| 3.4.4 甲烷气体浓度响应特性研究 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 材料的制备与涂覆 |
| 4.1 甲烷气敏纳米材料 |
| 4.1.1 甲烷气敏材料的制备 |
| 4.1.2 甲烷气敏材料的表征 |
| 4.2 气敏材料的涂覆 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 传感器响应特性实验研究 |
| 5.1 传感器制作 |
| 5.2 涂覆Ag的传感器折射率响应实验研究 |
| 5.3 涂覆Au的传感器折射率响应实验研究 |
| 5.3.1 金膜厚度实验研究 |
| 5.3.2 传感区域长度实验研究 |
| 5.3.3 折射率响应特性实验研究 |
| 5.4 涂覆Cr/Au的传感器折射率响应实验研究 |
| 5.5 传感器气体浓度响应实验研究 |
| 5.5.1 Pd-SnO_2/rGO材料涂覆Cr/Au双层金属传感器气体响应实验研究 |
| 5.5.2 穴番材料涂覆Cr/Au双层金属传感器气体响应实验研究 |
| 5.6 本章小节 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间参加科研情况及获得的学术成果 |
（2）基于CCD的SPR型塑料光纤折射率检测系统设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 CCD的国内外研究现状 |
| 1.2.2 SPR传感技术的研究现状 |
| 1.2.3 折射率检测技术的研究现状 |
| 1.3 论文的主要工作 |
| 1.4 论文结构安排 |
| 2 测试系统工作原理 |
| 2.1 系统的工作原理及结构 |
| 2.2 CCD的基本原理及结构 |
| 2.2.1 CCD的工作原理 |
| 2.2.2 CCD的基本特性 |
| 2.3 光纤SPR传感理论 |
| 2.3.1 全反射与倏逝波 |
| 2.3.2 表面等离子体波 |
| 2.3.3 光纤SPR传感原理 |
| 2.3.4 光纤SPR传感器激发方式 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 光学系统设计与搭建 |
| 3.1 基于光纤SPR效应的光纤传感器设计 |
| 3.1.1 D型光纤传感原理 |
| 3.1.2 SPR效应的光纤结构制备 |
| 3.2 分光系统的结构设计 |
| 3.2.1 Czerny-Turner系统 |
| 3.2.2 基于平场全息凹面光栅的光学系统 |
| 3.3 平场全息凹面光栅的设计与仿真 |
| 3.4 光学系统的搭建 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 系统硬件设计及实现 |
| 4.1 硬件整体方案介绍 |
| 4.2 CCD驱动模块硬件设计 |
| 4.2.1 线阵CCD选型 |
| 4.2.2 CCD模块的电路设计 |
| 4.3 A/D转换模块硬件设计 |
| 4.3.1 AD芯片选型 |
| 4.3.2 AD转化模块的电路设计 |
| 4.4 FPGA控制模块硬件设计 |
| 4.4.1 控制模块芯片选型 |
| 4.4.2 FPGA外围电路设计 |
| 4.5 USB通信模块硬件设计 |
| 4.5.1 通信接口方案选择 |
| 4.5.2 USB通信电路设计 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 系统软件设计及实现 |
| 5.1 光电转化模块设计 |
| 5.2 AD转化模块设计 |
| 5.3 FIFO缓存模块设计 |
| 5.4 USB通信模块设计 |
| 5.5 上位机设计 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 系统样机的测试分析 |
| 6.1 测试系统平台搭建 |
| 6.2 数据分析处理 |
| 6.3 波长标定 |
| 6.4 折射率测量实验 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
（3）基于SPR的新型光纤曲率传感器研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题的研究意义 |
| 1.2 光纤曲率传感器的分类与原理 |
| 1.2.1 FBG曲率传感器 |
| 1.2.2 LPFG曲率传感器 |
| 1.2.3 光纤MZI曲率传感器 |
| 1.3 光纤曲率传感器的研究现状 |
| 1.3.1 FBG曲率传感器研究现状 |
| 1.3.2 LPFG曲率传感器研究现状 |
| 1.3.3 光纤MZI曲率传感器研究现状 |
| 1.4 光纤SPR曲率传感器研究现状 |
| 1.5 本文主要研究内容 |
| 2 光纤SPR传感理论 |
| 2.1 表面等离子共振基本原理 |
| 2.1.1 全反射与倏逝波 |
| 2.1.2 表面等离子体波 |
| 2.1.3 表面等离子体共振的激发条件 |
| 2.2 光纤SPR曲率传感理论 |
| 2.2.1 弯曲光纤中光线传输路径理论推导 |
| 2.2.2 基于Matlab的光谱仿真 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 纤芯失配型光纤包层SPR曲率传感器研究 |
| 3.1 传感器结构与原理 |
| 3.1.1 传感器结构的设计 |
| 3.1.2 基于Rsoft的模场仿真 |
| 3.2 传感器制作与实验测试系统搭建 |
| 3.2.1 传感器的制作 |
| 3.2.2 实验测试系统搭建 |
| 3.3 实验结果 |
| 3.4 传感器灵敏度提升 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 弯曲诱导型光纤包层SPR曲率传感器研究 |
| 4.1 传感器结构与原理 |
| 4.1.1 传感器结构设计 |
| 4.1.2 传感器原理 |
| 4.2 传感器的制备 |
| 4.3 实验结果 |
| 4.4 传感器结构优化 |
| 4.4.1 光纤截止波长对灵敏度的影响 |
| 4.4.2 传感器测量范围优化 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 光纤SPR曲率传感器的方向识别研究 |
| 5.1 传感器原理与结构 |
| 5.1.1 传感器原理 |
| 5.1.2 传感器结构设计 |
| 5.2 传感器制作与实验测试系统搭建 |
| 5.2.1 传感器制作 |
| 5.2.2 实验测试系统搭建 |
| 5.3 实验结果 |
| 5.3.1 金膜作为传感膜的SPR曲率传感测试 |
| 5.3.2 银膜作为传感膜的SPR曲率传感测试 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的论文与研究成果清单 |
| 致谢 |
（4）基于渐变多模光纤自聚焦特性的微位移传感器研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 缩写词表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 光纤微位移传感器概述 |
| 1.2.1 光纤微位移传感器进展 |
| 1.2.2 光纤微位移传感器分类 |
| 1.3 光纤SPR传感器研究现状 |
| 1.3.1 光纤SPR传感国内外研究现状 |
| 1.3.2 光纤SPR微位移传感国内外研究现状 |
| 1.4 本文研究内容 |
| 2 光纤SPR微位移传感原理与仿真 |
| 2.1 光纤SPR传感理论基础 |
| 2.1.1 光纤SPR基本原理 |
| 2.1.2 光纤SPR微位移传感条件 |
| 2.2 渐变多模光纤自聚焦传播特性原理 |
| 2.2.1 纵向偏移量对渐变折射率多模光纤中光路的影响 |
| 2.2.2 轴向偏离角度对渐变折射率多模光纤中光路的影响 |
| 2.2.3 横向偏移量对渐变折射率多模光纤中光路的影响 |
| 2.3 光纤SPR微位移传感仿真 |
| 2.3.1 光纤SPR微位移传感结构设计 |
| 2.3.2 传感结构光场仿真 |
| 2.3.3 SPR透射光谱仿真 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 光纤SPR微位移传感性能测试 |
| 3.1 基于渐变多模光纤自聚焦特性的微位移传感结构设计 |
| 3.2 传感探针制作与实验装置搭建 |
| 3.2.1 传感探针制作 |
| 3.2.2 实验装置搭建 |
| 3.3 传感实验结果 |
| 3.4 讨论不同环境介质折射率对微位移传感性能影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 光纤SPR微位移传感结构优化 |
| 4.1 传感结构优化 |
| 4.1.1 基于渐变多模光纤异质芯结构的微位移传感结构设计 |
| 4.1.2 传感结构光场分析 |
| 4.1.3 传感探针制作 |
| 4.1.4 实验装置搭建 |
| 4.1.5 传感实验结果 |
| 4.2 讨论不同注光结构对微位移量程的影响 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 光纤SPR二维微位移传感性能研究 |
| 5.1 基于渐变多模光纤自聚焦特性的二维微位移传感结构设计与制作 |
| 5.1.1 传感器结构设计 |
| 5.1.2 锥型注光结构制作 |
| 5.1.3 侧面光场验证 |
| 5.1.4 二维微位移传感探针的侧面光场分析 |
| 5.2 实验装置搭建 |
| 5.3 传感实验结果 |
| 5.4 讨论不同数值孔径的GIMMF对微位移传感性能影响 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
| 致谢 |
（5）光纤光栅传感器在生化领域的研究与应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景及意义 |
| 1.2 光纤光栅生化传感器介绍 |
| 1.2.1 光纤光栅 |
| 1.2.2 光纤光栅的分类 |
| 1.2.3 光纤光栅生化传感器 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 光纤光栅的发展情况 |
| 1.3.2 光纤光栅生化传感器的发展情况 |
| 1.4 本文主要工作 |
| 2 光纤光栅传感器基本理论 |
| 2.1 光纤的基本特性 |
| 2.2 长周期光纤光栅基本理论 |
| 2.2.1 长周期光栅基本结构 |
| 2.2.2 长周期光栅模式耦合理论 |
| 2.3 倾斜光纤光栅基本理论 |
| 2.3.1 倾斜光纤光栅基本结构 |
| 2.3.2 倾斜光纤光栅模式耦合理论 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 光纤光栅器件的制备技术 |
| 3.1 光纤光栅刻写技术种类 |
| 3.1.1 紫外刻写法 |
| 3.1.2 飞秒刻蚀法 |
| 3.1.3 化学腐蚀法 |
| 3.2 光纤预处理 |
| 3.3 写入光栅 |
| 3.4 退火 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 聚苯胺涂覆的光纤光栅PH传感器的研究 |
| 4.1 聚苯胺的特性介绍 |
| 4.2 薄膜制备与实验 |
| 4.2.1 实验仪器 |
| 4.2.2 材料与光纤 |
| 4.2.3 PANI薄膜生长 |
| 4.3 PH测试与结果讨论 |
| 4.3.1 PH测试 |
| 4.3.2 结果与讨论 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 光栅SPR传感器用于生物传感领域的研究 |
| 5.1 倾斜光纤光栅 |
| 5.2 倾斜光纤光栅表面等离子体技术 |
| 5.2.1 倏逝场 |
| 5.2.2 表面等离子体共振波 |
| 5.3 实验方法 |
| 5.3.1 实验仪器 |
| 5.3.2 光纤表面纳米镀膜 |
| 5.3.3 半胱胺盐酸盐 |
| 5.3.4 实验装置 |
| 5.3.5 TFBG-SPR传感器功能化 |
| 5.4 结果分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间取得的科研成果 |
| 致谢 |
（6）基于光纤表面等离子体共振传感器的设计与研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 专用术语注释表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 表面等离子体共振传感技术简介 |
| 1.2.1 表面等离子体共振的激发方式 |
| 1.2.2 SPR传感器的调制技术 |
| 1.3 光纤SPR传感器的研究意义及发展方向 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 第二章 光纤表面等离子体共振传感器的理论研究 |
| 2.1 全反射与倏逝波理论 |
| 2.2 表面等离子体波 |
| 2.3 表面等离子体共振的激发与传感特性的仿真 |
| 2.3.1 有限元分析方法 |
| 2.3.2 模拟仿真分析 |
| 2.4 光纤SPR传感原理 |
| 2.5 灵敏度和品质因数 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 基于多层膜的光纤SPR传感器的设计与研究 |
| 3.1 多层膜传输矩阵理论 |
| 3.2 氧化锌/二硫化钨修饰的光纤SPR传感器研究 |
| 3.2.1 建立传感器仿真模型 |
| 3.2.2 传感器膜层厚度的参数优化与灵敏度分析 |
| 3.2.3 光纤SPR传感器的光场分布研究 |
| 3.3 光纤SPR生物传感器测量葡萄糖浓度的理论研究 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 侧边抛磨型光纤SPR传感器的设计与研究 |
| 4.1 基于金膜的侧边抛磨型光纤SPR传感器 |
| 4.1.1 建立传感器仿真模型 |
| 4.1.2 光纤不同传输模式的影响 |
| 4.1.3 金膜厚度和剩余包层厚度对SPR共振峰的影响 |
| 4.1.4 对外界环境折射率变化的响应特性 |
| 4.2 基于二硫化钨修饰金纳米柱阵列的侧边抛磨型光纤SPR传感器 |
| 4.2.1 建立传感器仿真模型 |
| 4.2.2 光纤纤芯直径和传感区长度的影响 |
| 4.2.3 纳米柱个数和纳米柱间隙宽度的影响 |
| 4.2.4 不同纳米柱直径下传感器性能的分析 |
| 4.2.5 二硫化钨修饰金纳米柱阵列的侧边抛磨型光纤SPR传感器性能的分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 附录1 攻读硕士学位期间撰写的论文 |
| 附录2 攻读硕士学位期间申请的专利 |
| 致谢 |
（7）光纤表面波导器件的飞秒激光制备及传感性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 倏逝场型光纤传感器的研究现状 |
| 1.2.1 倏逝场型光纤传感器的分类 |
| 1.2.2 倏逝场型光纤传感器的应用 |
| 1.3 飞秒激光直写光波导技术的发展历程 |
| 1.3.1 块体玻璃内飞秒激光直写光波导的研究进展 |
| 1.3.2 块体玻璃表面飞秒激光直写光波导的研究进展 |
| 1.3.3 光纤内飞秒激光直写光波导的研究进展 |
| 1.4 论文主要研究内容及创新点 |
| 第2章 飞秒激光制备光波导技术 |
| 2.1 飞秒激光制备光波导的原理 |
| 2.2 飞秒激光制备光波导的实验系统 |
| 2.3 光纤内波导的工艺研究 |
| 2.3.1 波导传输损耗和耦合损耗测量 |
| 2.3.2 波导折射率调制和波导模场的测量 |
| 2.4 小结 |
| 第3章 光纤表面波导马赫曾德干涉式折射率传感器 |
| 3.1 光纤表面波导马赫曾德干涉仪的传感原理 |
| 3.2 光纤表面波导马赫曾德干涉仪的制备方法 |
| 3.3 折射率传感性能研究 |
| 3.4 温度交叉灵敏度研究 |
| 3.5 小结 |
| 第4章 镀膜光纤表面波导SPR折射率传感器 |
| 4.1 光纤表面波导SPR传感器的工作原理 |
| 4.2 光纤表面波导SPR传感器的制备方法 |
| 4.3 折射率传感性能研究 |
| 4.4 传感性能数值仿真研究 |
| 4.5 小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 本论文的总结 |
| 5.2 本论文的创新点 |
| 5.3 展望 |
| 参考文献 |
| 深圳大学指导教师对研究生学位论文的学术评语 |
| 深圳大学研究生学位(毕业)论文答辩委员会决议书 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间的研究成果 |
（8）基于少模光纤的表面等离子体共振折射率传感技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 表面等离子体共振 |
| 1.1.1 表面等离子体共振发展历程 |
| 1.1.2 SPR技术 |
| 1.2 少模光纤 |
| 1.3 侧边抛磨光纤 |
| 1.4 光纤SPR传感器 |
| 1.4.1 光纤SPR传感器的新结构 |
| 1.4.2 光纤SPR传感器的新材料 |
| 1.4.3 光纤SPR传感器的新应用 |
| 1.5 研究内容和章节安排 |
| 第二章 理论基础 |
| 2.1 表面等离子体波 |
| 2.1.1 倏逝波 |
| 2.1.2 表面等离子体波的产生 |
| 2.1.3 表面等离子体共振 |
| 2.2 光纤SPR传感理论 |
| 2.2.1 光纤基本理论 |
| 2.2.2 光纤SPR传感结构 |
| 2.3 金属材料与石墨烯 |
| 2.3.1 金属材料 |
| 2.3.2 石墨烯理论基础 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 侧边正交双切光纤SPR传感器设计 |
| 3.1 理论模型 |
| 3.1.1 模型分析 |
| 3.1.2 传感模型建立 |
| 3.1.3 传感器的性能参数 |
| 3.2 SPR传感器参数优化 |
| 3.2.1 抛磨剩余包层厚度优化 |
| 3.2.2 纳米金属线参数优化 |
| 3.3 石墨烯修饰下的传感性能分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 D型单孔光纤双参量SPR传感器设计 |
| 4.1 理论模型 |
| 4.1.1 模型建立 |
| 4.1.2 双参量传感模型分析 |
| 4.2 SPR传感器参数优化 |
| 4.2.1 通道与纤芯距离优化 |
| 4.2.2 纳米金属线直径优化 |
| 4.3 石墨烯修饰下的传感性能分析 |
| 4.4 双参量传感性能 |
| 4.5 双芯少模光纤SPR传感器 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
（9）基于表面等离子体共振的光子晶体光纤传感器的设计（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 光子晶体光纤 |
| 1.2 数值分析方法 |
| 1.3 表面等离子体共振 |
| 1.4 PCF-SPR传感器研究现状 |
| 1.5 论文主要工作与创新点 |
| 2 PCF-SPR传感器的相关理论 |
| 2.1 表面等离子体共振的基本原理 |
| 2.2 光子晶体光纤的波动方程 |
| 2.3 PCF-SPR传感器基本原理 |
| 2.4 有限元法 |
| 3 双芯探针型低折射率PCF-SPR传感器的设计 |
| 3.1 理论分析 |
| 3.2 结构参数优化 |
| 3.3 仿真结果分析 |
| 3.4 小结 |
| 4 外包覆型PCF-SPR温度传感器的设计 |
| 4.1 理论分析 |
| 4.2 结构参数优化 |
| 4.3 仿真结果分析 |
| 4.4 小结 |
| 5 D型 PCF-SPR甲烷气体传感器的设计 |
| 5.1 理论分析 |
| 5.2 结构参数优化 |
| 5.3 仿真结果分析 |
| 5.4 小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（10）基于光纤表面等离子共振传感器的制备及性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究意义 |
| 1.2 光纤传感技术 |
| 1.3 表面等离子共振传感技术 |
| 1.4 光纤表面等离子共振传感技术研究进展 |
| 1.4.1 光纤SPR传感技术的激发模式 |
| 1.4.2 光纤SPR传感技术的激发材料 |
| 1.4.3 光纤SPR传感技术的激发结构 |
| 1.5 本论文研究思路及主要内容 |
| 第二章 光纤SPR传感器理论分析 |
| 2.1 表面等离子共振的激发机理 |
| 2.1.1 表面等离子体 |
| 2.1.2 光纤SPR传感器中的倏逝场 |
| 2.1.3 光纤SPR传感器的激发条件 |
| 2.2 Cu-光纤SPR传感器的检测方式及理论计算模型 |
| 2.2.1 光纤SPR传感器的检测方式 |
| 2.2.2 在线传输式光纤SPR传感器的计算模型 |
| 2.3 Cu-光纤SPR传感器的调制模型 |
| 2.3.1 相位调制 |
| 2.3.2 角度调制 |
| 2.3.3 光强调制 |
| 2.3.4 波长调制 |
| 2.4 光纤SPR传感器的性能表征 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 基于Cu-无包层光纤SPR传感器的制备及性能研究 |
| 3.1 光纤SPR传感器的制备与测试 |
| 3.1.1 光纤SPR传感器的制备流程 |
| 3.1.2 光纤SPR传感器的镀膜方式 |
| 3.1.3 光纤SPR传感器的实验测量系统 |
| 3.2 Cu-无包层光纤SPR传感器的制备与性能测试 |
| 3.2.1 材料与方法 |
| 3.2.2 光纤SPR传感器传感区域长度的影响 |
| 3.2.3 光纤SPR传感器金属薄膜厚度的影响 |
| 3.2.4 折射率溶液响应特性 |
| 3.3 Cu/ITO-无包层光纤SPR传感器的制备与性能测试 |
| 3.3.1 Cu/ITO-无包层光纤SPR传感器的制备 |
| 3.3.2 折射率溶液响应特性 |
| 3.4 传感性能比较 |
| 3.5 蛋白质BSA溶液浓度的检测 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 基于Cu-偏芯熔接光纤SPR传感器的制备及性能研究 |
| 4.1 偏芯熔接光纤的制备与测试 |
| 4.1.1 偏芯熔接光纤的制备 |
| 4.1.2 偏芯熔接光纤参数优化 |
| 4.2 偏芯熔接光纤传感性能测试 |
| 4.2.1 温度响应 |
| 4.2.2 折射率响应 |
| 4.2.3 应力响应 |
| 4.3 偏芯熔接光纤SPR传感器制备及性能测试 |
| 4.3.1 Cu-偏芯熔接光纤SPR传感器的制备 |
| 4.3.2 传感性能测试及分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 附录1 攻读硕士学位期间撰写的论文 |
| 附录2 攻读硕士学位期间申请的专利 |
| 附录3 攻读硕士学位期间参加的科研项目 |
| 致谢 |
四、光纤表面等离子体波传感器用于固化监测的研究(英文)（论文参考文献）
- [1]基于SPR的光纤甲烷气体传感研究[D]. 王帅. 西安石油大学, 2021(09)
- [2]基于CCD的SPR型塑料光纤折射率检测系统设计[D]. 冯晓艳. 中北大学, 2021(09)
- [3]基于SPR的新型光纤曲率传感器研究[D]. 胡江西. 重庆三峡学院, 2021(01)
- [4]基于渐变多模光纤自聚焦特性的微位移传感器研究[D]. 吴萍. 重庆三峡学院, 2021(01)
- [5]光纤光栅传感器在生化领域的研究与应用[D]. 王潇. 海南大学, 2021(11)
- [6]基于光纤表面等离子体共振传感器的设计与研究[D]. 蔡云. 南京邮电大学, 2020(02)
- [7]光纤表面波导器件的飞秒激光制备及传感性能研究[D]. 张云芳. 深圳大学, 2020(01)
- [8]基于少模光纤的表面等离子体共振折射率传感技术研究[D]. 沈建明. 江苏大学, 2020(02)
- [9]基于表面等离子体共振的光子晶体光纤传感器的设计[D]. 魏方皓. 中国矿业大学, 2020(01)
- [10]基于光纤表面等离子共振传感器的制备及性能研究[D]. 王旗. 南京邮电大学, 2019(02)