锥型光纤探头SPR传感器：理论与实验

"光纤表面等离子体共振传感器锥型探头的研制" 本文详细介绍了对一种基于波长调制的高灵敏度光纤表面等离子体共振（SPR）传感器的锥型探头进行的理论模拟和实验制作。该传感器利用锥型光纤探头来增强光与物质间的相互作用，从而提高检测的灵敏度。在理论研究中，作者探讨了锥型探头的锥度比（TR）对传感器灵敏度和检测精度的影响。他们发现，随着锥度比的增大，传感器的灵敏度提升，但检测精度会降低。考虑到这两项关键性能指标，研究者建议选择TR值在1.2到1.8之间的锥型探头，以获得最优的传感器性能。 在实际操作中，研究人员成功地制造了锥型探头，并构建了相应的实验系统。实验结果证实，该传感器的灵敏度达到了3.94 μm/RIU，与理论预测的3.90 μm/RIU相吻合，显示出极高的精度和可靠性。RIU（Refractive Index Unit）是折射率单位，用于衡量传感器对折射率变化的响应。这一成就对于光学传感器技术的发展具有重要意义，尤其是在生物医学、环境监测等领域，因为这些领域经常需要检测微小的物理或化学变化。 光纤表面等离子体共振传感器的工作原理是利用金属膜上的表面等离子体共振现象，当入射光通过光纤传送到锥型探头时，会在金属膜表面产生共振，这种共振与周围介质的折射率密切相关。因此，任何引起折射率变化的因素（如生物分子的吸附）都会导致共振波长的改变，进而被传感器检测到。 锥型探头的设计增强了光纤端面与样品的接触面积，增强了光的散射和吸收，从而提高了传感器的敏感性。这种设计使得传感器能够更有效地检测微小的折射率变化，特别是在溶液或环境中。 该研究提供了一种优化的锥型光纤探头，它在表面等离子体共振传感器中展现出高灵敏度和良好精度，为未来开发更高效的光纤传感器奠定了基础。这样的传感器有望在各种应用中实现对微小物理和化学变化的快速、准确检测，对科技进步和科研发展具有重要价值。