自适应结构表面等离子体共振气体折射率高精度测量

本文介绍了利用相位测量技术设计的一种能够抑制角漂移的表面等离子体传感器结构，用于精确测量气体的折射率。该系统通过优化传感器结构，显著降低了由角漂移引起的测量误差，提高了测量灵敏度。文章指出，激光入射角、金膜厚度以及反射光的p、s分量相位差是影响相位响应度和折射率测量精度的关键因素。作者进行了详细的计算和分析，证明提出的自适应结构能将角漂移误差减少一个数量级，从而极大地提高了测量精度。 在传感器设计中，金膜的厚度扮演了重要角色。作者通过分析设计了金膜的最佳厚度，以减小反射光p、s分量相位差与气体折射率间的固有非线性导致的误差。实验结果表明，当应用于空气折射率的测量时，该系统的测量精度达到了10^-6量级，显示出极高的测量能力。 表面等离子体共振（SPR）技术是传感器的核心，它利用金属薄膜表面的等离子体振荡对周围环境变化的敏感性来探测气体折射率的变化。角漂移自适应结构的引入解决了传统SPR传感器在长时间测量或环境波动下由于角度稳定性问题导致的测量误差，提升了系统在实际应用中的可靠性。 该研究提供了一种创新的气体折射率测量方法，具有高精度、抗角漂移的优势，对于气体检测、环境监测和科学研究等领域具有重要的应用价值。通过优化设计和精确控制，这种基于相位测量的角漂移自适应结构表面等离子体共振传感器有望推动相关领域的技术进步。