超宽检测范围折射率传感器:基于PCF的SPR设计

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"基于PCF的超宽检测范围折射率传感器设计" 文章标题指出的是一种基于光子晶体光纤(PCF)的表面等离子体共振(SPR)传感器,其特点是具有超宽的检测范围。在光学传感器领域,表面等离子体共振技术因其高灵敏度和对环境变化的敏感性而被广泛研究。这种传感器的设计是为了解决传统折射率传感器检测范围有限的问题,以适应更广泛的检测应用。 描述中提到的"表面等离子体"是指在金属与介质界面处形成的电荷振荡现象,当光波与这些电荷振荡相互作用时,会产生共振,这就是表面等离子体共振。在本研究中,表面等离子体被用来增强光纤中的光场,从而提高对周围介质折射率变化的敏感性。 标签“表面等离子体”进一步强调了文章的核心技术,即利用金属表面的等离子体振荡来实现对折射率的探测。 在文章的部分内容中,我们可以看到作者进行了详细的仿真分析,探讨了不同结构参数对传感器性能的影响。他们特别提到了将光纤中央的空气孔注入分析物,这样可以更直接地使传感器与待测介质接触。仿真结果显示,提出的传感器具有从1.29到1.49的超宽检测范围,这意味着它能够检测到各种折射率的物质,这在生物医学、环境监测和化学分析等领域有着巨大的潜力。 对于不同极化的核心模式,文章也给出了其对应的折射率灵敏度。x-偏振模式的灵敏度为-4156.82nm/RIU,y-偏振模式的灵敏度为-3703.64nm/RIU。这些数值表明,即使在不同的入射光极化状态下,传感器仍能保持较高的灵敏度,这是传感器设计的一个重要优势。 这项研究展示了基于PCF的SPR传感器在拓宽检测范围方面的显著进步,通过优化结构参数,实现了对折射率变化的高度敏感。这种传感器不仅提高了检测精度,还扩大了应用领域,有望成为未来光学传感器技术的一个重要发展方向。