基于纳米金圆柱阵列的光纤表面等离子体传感器 - 中国科技论文在线.pdfVIP

中国科技论文在线 基于纳米金圆柱阵列的光纤表面等离子体 传感器# 毛培玲，罗云瀚，余健辉，冯信洁，唐洁媛，卢惠辉，张军，陈哲** 5 （光电信息与传感技术广东普通高校重点实验室暨南大学 广州510632 ） 摘要：建立了基于纳米金圆柱阵列的光纤表面等离子体共振传感器模型，并通过有限元法对 它的性能进行了计算。结果显示纳米金圆柱的直径对传感器的灵敏度有很大的影响；环境折 射率从 1.33RIU 变化到 1.39RIU，当圆柱的直径为70nm 时，传感器有最高的平均灵敏度为 10 5318 nm/RIU，比传统由金膜覆盖的光纤表面等离子体传感器的灵敏度高出了68.8% 。 关键词：光纤传感器；表面等离子体共振；纳米金柱阵列；灵敏度 中图分类号：O433 Fiber sensor of surface plasmon resonance based on gold 15 nano-rod array Mao peiling, Luo yunhan, Yu jianhui, Feng xinjie, Tang jieyuan, Lu huihui, Zhang jun , Chen zhe (Jinan university, Photoelectric information and sensing technology in Key laboratory of Guangdong universities, Guangzhou, 510632) 20 Abstract : A physical mode for the fiber sensor of surface plasmon resonance based on gold nano-rod array is established and its sensing performance is sequently simulated by using the finite element method. The results shows that the diameter of the gold nano-rod has great effect on the sensitivity of the sensor. In the whole range of the external refractive index from 1.33 RIU to 1.39 RIU, the highest sensitivity of 5318 nm/RIU is obtained when the diameters of the gold 25 nano-rod is 70 nm. the proposed sensor shows a sensitivity 68.8% higher than that being coated with a gold film. Key words: Fiber sensor, Surface plasmon resonance, Gold nano-rod, sensitivity 0 引言 30 表面等离子体共振( surface plasmon resonance，SPR) 是一种发生在金属与电介质界面 的物理光学现象，对附着在金属表面的电介质折射率非常敏感，可以用于实时跟踪介质折 射率的变化，检测出折射率不同的物质。光纤SPR传感器利用入射光在纤芯与金属两种具 有不同介电属性的分界面发生全反射产生的消逝波，激发金属表面的自由电子，在金属与 介质表面产生表面等离子波（SPW ）。若SPW波矢和入射光在水平方向的波矢相等