基于Matlab平台的光纤SPR光谱特性研究  被引量:1

Research of fiber SPR spectral characteristics based on Matlab platform

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作  者:刘春兰[1] 苏于东 魏勇[1] 张永慧[2] LIU Chun-lan;SU Yu-dong;WEI Yong;ZHANG Yong-hui(Key Laboratory of Intelligent Information Processing and Control,Chongqing Three Gorges University,Chongqing 404120,China;Basic Medicine Department,Chongqing Three Gorges Medical College,Chongqing 404100,China)

机构地区:[1]重庆三峡学院智能信息处理与控制重点实验室,重庆404120 [2]重庆三峡医药高等专科学校基础医学部,重庆404100

出  处:《激光与红外》2018年第10期1289-1294,共6页Laser & Infrared

基  金:国家自然科学基金项目(No.61705025);重庆市教委2017年度科学技术研究项目(No.KJ1710238; No.KJ1725391; No.KJ1710247);第三批重庆市高等学校青年骨干教师资助项目(No.20165339);重庆三峡学院2016年度重大培育科研项目(No.16PY13);重庆市高校创新团队项目(No.CXTDX201601034);重庆市高校市级重点实验室资助项目(No.[2017]3);重庆市发展和改革委员会资助项目(No.[2017]1007)资助

摘  要:为了提高光纤表面等离子共振(SPR)传感器的灵敏度,扩大其检测范围,增加其实际使用价值,通过Matlab软件系统研究各可控参数对SPR光谱特性的影响,研究其对应传感灵敏度和动态范围,并创建了基于Matlab软件的图形化可操作界面。结果表明,随着光入射角度的增加,光纤SPR光谱的动态范围向短波长方向移动,其传感灵敏度降低,但是检测范围扩大;随着传感探针所镀金膜的厚度增加,光纤SPR光谱的动态范围向长波长方向移动,其传感灵敏度增加;随着光纤折射率的增加光纤SPR光谱的动态范围向短波长方向移动,其传感灵敏度降低,但是检测范围扩大。且采用不同的金属膜和不同折射率的光纤,光纤SPR光谱的动态范围和灵敏度也会发生变化。此外,还研究了分布式光纤SPR传感器的传感原理,并给出详细的研究数据进行论证,研究结果表明,多通道光纤SPR传感器的传感规律和单通道相同,且灵敏度并没有随着通道数量的增加而降低。In order to increase the sensitivity , detection range and practical value of the fiber SPR sensor,a simulation platform based on Matlab software is proposed to study the effect of the controllable parameters on spectral characteristics of the fiber SPR sensor. The study results show that,the larger is the incident angle, the shorter is the resonance wavelength, and the lower is the sensitivity, but the wider is the detection range. And when the thickness of the sensing metal film increasing, the dynamie range of the fiber SPR spectral is shifted to longer wavelength, and the sensitivity increasing with it. Also,the larger is the refractive index of the fiber,the shorter is the resonance wavelength, and the lower is the sensitivity, but the wider is the detection range. Meanwhile, the kinds of the metal film also ilffluenee the spectral characteristics of the fiber SPR sensor. Besides these, the principle of the distributed fiber SPR sensor is studied,and the calculating results show that, the multi-ehannel SPR sensor has the same sensing principle with the single channel one, and the sensitivity keeps constant.

关 键 词:光纤SPR 光谱特性 动态范围 灵敏度 仿真平台 

分 类 号:TN253[电子电信—物理电子学] O436[机械工程—光学工程]

 

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