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新型双通道可选择性SPR光纤传感器的研究

李文超 何家欢 李志全 王亚娟 冯丹丹 顾而丹

李文超, 何家欢, 李志全, 王亚娟, 冯丹丹, 顾而丹. 新型双通道可选择性SPR光纤传感器的研究[J]. 红外与激光工程, 2017, 46(3): 322002-0322002(7). doi: 10.3788/IRLA201746.0322002
引用本文: 李文超, 何家欢, 李志全, 王亚娟, 冯丹丹, 顾而丹. 新型双通道可选择性SPR光纤传感器的研究[J]. 红外与激光工程, 2017, 46(3): 322002-0322002(7). doi: 10.3788/IRLA201746.0322002
Li Wenchao, He Jiahuan, Li Zhiquan, Wang Yajuan, Feng Dandan, Gu Erdan. Research on novel two-channel selective SPR optical fiber sensor[J]. Infrared and Laser Engineering, 2017, 46(3): 322002-0322002(7). doi: 10.3788/IRLA201746.0322002
Citation: Li Wenchao, He Jiahuan, Li Zhiquan, Wang Yajuan, Feng Dandan, Gu Erdan. Research on novel two-channel selective SPR optical fiber sensor[J]. Infrared and Laser Engineering, 2017, 46(3): 322002-0322002(7). doi: 10.3788/IRLA201746.0322002

新型双通道可选择性SPR光纤传感器的研究

doi: 10.3788/IRLA201746.0322002
基金项目: 

河北省百人计划(4570018);河北省自然科学基金(F2014501150)

详细信息
    作者简介:

    李文超(1981-),男,讲师,博士,主要从事于非线性光电方面的研究。Email:chao121328@sohu.com

  • 中图分类号: O433

Research on novel two-channel selective SPR optical fiber sensor

  • 摘要: 设计了一种双通道表面等离子体共振光纤传感器,分析了Au、Cu两种材料对波长调制型表面等离子体共振光纤传感器的影响,优化了金属厚度并且选取优化后的金属厚度dAu=47 nm,dCu=53 nm进行数值仿真分析。结果表明,金属层为金的通道比金属层为铜的通道灵敏度高,但是金属层为铜的通道比金属层为金的通道检测精度高4倍;金属层为金的传感通道适合检测折射率较低的物质,而金属层为铜的传感通道适合检测折射率较高的物质,该传感器的提出扩大了单一传感器的应用范围,并且文中提出的传感器比传统的SPR传感器检测精度高,灵敏度和单通道传感器一样。
  • [1] Zeng Jie, Liang Dakai, Zeng Zhenwu, et al. Study on measurement of liquid refractive index by analyzing SPR spectrum character[J]. Spectroscopy and Spectral Analysis, 2006, 26(4):723-727. (in Chinese)曾捷, 梁大开, 赠振武, 等. 基于SPR光谱分析的液体折射率测量研究[J]. 光谱学与光谱分析, 2006, 26(4):723-727.
    [2] Gupta B D, Verma R K. Surface plasmon resonance-based fiber optic sensors:principle, probe designs, and some applications[J]. Journal of Sensors, 2009, 47:1-12.
    [3] Zhang Xiaoli, Liang Dakai, Zeng Jie, et al. Monitoring the sewage degradation by analyzing optic fiber SPR spectrum character[J]. Spectroscopy and Spectral Analysis, 2010, 30(2):532-536. (in Chinese)张晓丽, 梁大开, 曾捷, 等. 基于光纤SPR光谱分析的污水降解过程监测研究[J]. 光谱学与光谱分析, 2010, 30(2):532-536.
    [4] Bo L, Nylander C, Lunstrøm I. Surface plasmon resonance for gas detection and biosensing[J]. Sensors & Actuators, 1983, 83(4):299-304.
    [5] Harris R D, Wilkinson J S. Waveguide surface plasmon resonance sensors[J]. Sensors & Actuators B Chemical, 1995, 95(29):261-267.
    [6] Homola J. On the sensitivity of surface plasmon resonance sensors with spectral interrogation[J]. Sensors Actuators, 1997, 41(1-3):207-211.
    [7] Grouzis J P, Pouliquin P, Rigaud J, et al. Surface plasmon resonance spectroscopy as a tool for investigating the biochemical and biophysical properties of membrane protein systems. Ⅱ:Applications to biological systems[J]. Biochimica et Biophysica Acta (BBA)-Reviews on Biomembranes, 1997, 1331(2):131-152.
    [8] Pollet J, Delport F, Janssen K P F, et al. Fiber optic SPR biosensing of DNA hybridization and DNA-protein interactions[J]. Biosensors & Bioelectronics, 2009, 25(4):864-869.
    [9] Lee B, Roh S, Park J. Current status of micro-and nano-structured optical fiber sensors[J]. Optical Fiber Technology, 2009, 15(3):209-221.
    [10] Verma R K, Gupta B D. Theoretical modelling of a bi-dimensional U-shaped surface plasmon resonance based fibre optic sensor for sensitivity enhancement[J]. Journal of Physics D Applied Physics, 2008, 41(9):1459-1469.
    [11] Zeng Jie, Liang Dakai, Zhang Xiaoli, et al. Study on multi-channel optical fiber sensor based on surface plasmon resonance[J]. Chinese Journal of Scientific Instrument, 2011, 32(3):508-513. (in Chinese)曾捷, 梁大开, 张晓丽,等. 多通道光纤表面等离子体波共振传感器研究[J]. 仪器仪表学报, 2011, 32(3):508-513.
    [12] Zhao Huaxin, Jiang Yongxiang, Luo Tianqiong, et al. Hollow optical fiber sensor based on surface plasmon resonance[J]. Acta Optica Sinica, 2012, 32(6):232-237. (in Chinese)赵华新, 蒋永翔, 罗天穹,等. 基于表面等离子体共振原理的空芯光纤传感器[J]. 光学学报, 2012, 32(6):232-237.
    [13] Salamon Z, Macleod H A, Tollin G. Surface plasmon resonance spectroscopy as a tool for investigating the biochemical and biophysical properties of membrane protein systems. I:Theoretical principles[J]. Biochimica et Biophysica Acta (BBA)-Reviews on Biomembranes, 1997, 1331(2):117-129.
    [14] Shukla S, Sharma N K, Sajal V. Sensitivity enhancement of a surface plasmon resonance based fiber optic sensor using ZnO thin film:a theoretical study[J]. Sensors & Actuators B Chemical, 2015, 206:463-470.
    [15] Priya B, Gupta B D. Surface-plasmon-resonance-based fiber-optic refractive index sensor:sensitivity enhancement[J]. Applied Optics, 2011, 50(14):2032-2036.
    [16] Zhang Shaohua. Research on simulation and detection application of surface plasmon resonance sensor[D]. Nanjing:Nanjing University of Aeronautics and Astronautics, 2011. (in Chinese)张少华. 表面等离子体波传感器数值仿真及其检测应用研究[D]. 南京:南京航空航天大学, 2011.
    [17] Srivastava S K, Verma R, Gupta B D. Theoretical modeling of a self-referenced dual mode SPR sensor utilizing indium tin oxide film[J]. Optics Communications, 2016, 369:131-137.
    [18] Maharana P K, Jha R, Palei S. Sensitivity enhancement by air mediated graphene multilayer based surface plasmon resonance biosensor for near infrared[J]. Sensors & Actuators B Chemical, 2014, 190(1):494-501.
    [19] Li Songquan, Ye Hong'an, Liu Chunyu, et al. Low-cost,high performance surface plasmon resonance-compatible films characterized by the surface plasmon resonance technique[J]. Chinese Physics B, 22(22):077302.
    [20] Li Kaiqun, Lu Yonghua, Luo Zhaofeng, et al. Numerical and experimental investigation of temperature effects on the surface plasmon resonance sensor[J]. Chinese Optics Letters, 2009, 7(5):428-431.
  • [1] 谢永鹏, 刘硕, 赵霖晚, 俎群.  基于银-丝蛋白-银结构的柚子型三芯光纤痕量水传感器 . 红外与激光工程, 2023, 52(8): 20230394-1-20230394-11. doi: 10.3788/IRLA20230394
    [2] 雷鸿毅, 张家洪, 张元英, 王新宇, 陈志炎.  铌酸锂晶体结构对电场传感器灵敏度影响分析 . 红外与激光工程, 2023, 52(2): 20220370-1-20220370-8. doi: 10.3788/IRLA20220370
    [3] 丁磊, 余烈, 谢勤岚, 朱兰艳.  光纤马赫曾德尔干涉曲率传感器的膝关节曲率检测系统研究 . 红外与激光工程, 2021, 50(12): 20210195-1-20210195-9. doi: 10.3788/IRLA20210195
    [4] 杜海伟.  弱场偏振探测技术灵敏度及噪声的定性分析 . 红外与激光工程, 2020, 49(3): 0305006-0305006-7. doi: 10.3788/IRLA202049.0305006
    [5] 吴钰, 周木春, 赵琦, 李扬彦, 吴李勇.  脉冲激光测距中阈值—峰值双通道时刻鉴别方法 . 红外与激光工程, 2019, 48(6): 606002-0606002(7). doi: 10.3788/IRLA201948.0606002
    [6] 张楠, 常君磊, 李庆林, 丁世涛, 范俊杰.  双通道离轴遥感相机高稳定性光机结构设计 . 红外与激光工程, 2019, 48(4): 418005-0418005(9). doi: 10.3788/IRLA201948.0418005
    [7] 黄蕴涵, 付跃刚, 刘智颖.  入瞳位置前置式双通道全景环带光学系统设计 . 红外与激光工程, 2019, 48(6): 618001-0618001(6). doi: 10.3788/IRLA201948.0618001
    [8] 安佳, 王永杰, 李芳, 刘元辉, 彭丹丹.  采用聚酰胺酸层的高灵敏度长周期光纤光栅温度传感器 . 红外与激光工程, 2018, 47(8): 822002-0822002(7). doi: 10.3788/IRLA201847.0822002
    [9] 梁赫西, 代永红, 艾勇, 石倩芸, 周凌林, 单欣.  空间光耦合平衡探测器设计与测试 . 红外与激光工程, 2017, 46(3): 320002-0320002(7).
    [10] 郑华, 郑永秋, 安盼龙, 张婷, 卢晓云, 薛晨阳.  光纤环形谐振腔输入功率波动对谐振式光纤陀螺的影响 . 红外与激光工程, 2016, 45(11): 1122002-1122002(5). doi: 10.3788/IRLA201645.1122002
    [11] 何俊, 徐可欣, 刘蓉, 李晨曦.  近红外漫反射光程对葡萄糖浓度检测灵敏度的影响 . 红外与激光工程, 2016, 45(S1): 29-34. doi: 10.3788/IRLA201645.S104006
    [12] 张发祥, 吕京生, 姜邵栋, 胡宾鑫, 张晓磊, 孙志慧, 王昌.  高灵敏抗冲击光纤光栅微振动传感器 . 红外与激光工程, 2016, 45(8): 822002-0822002(6). doi: 10.3788/IRLA201645.0822002
    [13] 邢德胜.  太赫兹波段金属光子晶体光纤增强拉曼散射现象的研究 . 红外与激光工程, 2015, 44(2): 519-522.
    [14] 郑妍, 邢砾云, 常天英, 王敏, 孙玉锋, 崔洪亮, 刘野, 赵越.  光纤SPR传感器的信号检测及处理 . 红外与激光工程, 2015, 44(6): 1865-1871.
    [15] 郑妍, 孙玉锋, 邢砾云, 代广斌, 常天英, 夏良平, 王敏, 郎金鹏, 崔洪亮.  基于表面等离子体共振原理的小型化实时在线海上溢油监测系统 . 红外与激光工程, 2015, 44(11): 3446-3453.
    [16] 代永红, 刘彦飞, 周浩天, 单欣, 艾勇.  空间相干光通信中平衡探测器灵敏度测试实验 . 红外与激光工程, 2015, 44(10): 3110-3116.
    [17] 刘大畅, 付跃刚, 张运方, 李慧, 段靖远.  用于表面等离子体共振的加窗傅里叶变换法信号处理方法 . 红外与激光工程, 2014, 43(8): 2752-2756.
    [18] 龚华平, 杨效, 屠于梦, 宋海峰, 董新永.  FBG传感器和电阻应变仪的振动监测特性 . 红外与激光工程, 2013, 42(3): 810-813.
    [19] 关祥毅, 赵丽丽, 朱琳, 郑大宇, 孙剑明.  光纤传感器在带传动参数测量中的应用 . 红外与激光工程, 2013, 42(11): 3127-3131.
    [20] 陈海云, 顾铮先, 陈鑫.  倾斜长周期光纤光栅薄膜传感器特性研究 . 红外与激光工程, 2013, 42(11): 3116-3121.
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出版历程
  • 收稿日期:  2016-07-13
  • 修回日期:  2016-08-24
  • 刊出日期:  2017-03-25

新型双通道可选择性SPR光纤传感器的研究

doi: 10.3788/IRLA201746.0322002
    作者简介:

    李文超(1981-),男,讲师,博士,主要从事于非线性光电方面的研究。Email:chao121328@sohu.com

基金项目:

河北省百人计划(4570018);河北省自然科学基金(F2014501150)

  • 中图分类号: O433

摘要: 设计了一种双通道表面等离子体共振光纤传感器,分析了Au、Cu两种材料对波长调制型表面等离子体共振光纤传感器的影响,优化了金属厚度并且选取优化后的金属厚度dAu=47 nm,dCu=53 nm进行数值仿真分析。结果表明,金属层为金的通道比金属层为铜的通道灵敏度高,但是金属层为铜的通道比金属层为金的通道检测精度高4倍;金属层为金的传感通道适合检测折射率较低的物质,而金属层为铜的传感通道适合检测折射率较高的物质,该传感器的提出扩大了单一传感器的应用范围,并且文中提出的传感器比传统的SPR传感器检测精度高,灵敏度和单通道传感器一样。

English Abstract

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