棱镜表面等离激元共振传感器：同时测量折射率与温度的新方法

"这篇研究论文探讨了基于棱镜的表面等离激元共振传感器在同时测量折射率和温度方面的技术。作者提供了详细的理论模型，分析了温度对这种传感器的影响，包括金属层和棱镜的温度依赖性。通过在两种不同模式下进行测量，即角度探测模式下的两个波长或波长探测模式下的两个入射角，建立了一个完整的灵敏度矩阵，以同时检测折射率和温度的变化。" 在这篇研究论文中，作者深入研究了基于棱镜的表面等离激元共振（SPR）传感器在环境参数监测中的应用。SPR传感器利用金属表面的等离激元共振现象，当光照射到金属与介质界面时，特定角度下会发生共振，导致反射光谱中的明显下降，这个角度被称为共振角。由于共振角与介质的折射率紧密相关，因此SPR传感器广泛用于生物、化学和物理等领域的高灵敏度检测。 论文首先介绍了一个详细的理论模型，该模型考虑了温度对传感器性能的影响。这包括了金属层（通常为金或银）和棱镜材料（如硅或氟化物玻璃）的热膨胀和折射率随温度的变化。这些因素都会导致共振角的漂移，从而影响传感器的测量精度。 为了克服这一问题，研究人员提出了一种全新的方法，即使用灵敏度矩阵来同时测量折射率和温度的变化。有两种主要的探测模式：角度探测模式和波长探测模式。在角度探测模式下，通过测量在两个不同波长下的共振角，可以解耦折射率和温度变化的影响；而在波长探测模式下，则是在两个不同入射角下进行测量。通过比较这两个模式下的数据，可以构建一个数学模型，将测量结果转化为对折射率和温度的独立估计。 这种方法的优势在于，它不仅提高了SPR传感器的多功能性，还能在复杂的环境中准确地分离出不同参数的影响，从而实现更精确的测量。这对于环境监测、生物医学诊断和纳米技术等领域具有重要的实用价值。 这篇研究论文为基于棱镜的SPR传感器在多参数测量中的应用提供了一个创新的解决方案，并通过理论模型和实验验证，展示了其在实际应用中的潜力。这一工作为未来的传感器设计和改进提供了重要的理论基础和技术参考。