利用光纤偏芯焊接技术,研制了一种基于光纤包层传感的实用型光纤SPR传感器。课题组巧妙的利用了光纤偏芯焊接技术,将光有效耦合至光纤包层中传输一小段距离,光在光纤包层中传输时,光纤与包层的倏逝波完全泄露到空气中,完美解决了光纤型SPR传感器倏逝波难以获得的问题;这时在光纤包层外面镀制50nm金膜,可以利用常用光纤,以最简单的结构和思路构建新型的光纤SPR传感器。本章所设计传感器结构新颖,制作简单,有效避免目前光纤SPR传感器为了获得倏逝波与金膜作用,需要进行腐蚀包层、侧面抛磨去除包层、光纤端面研磨、写入光栅、熔融拉锥等等复杂工艺加工,一定程度上推动了光纤SPR传感器的实用化进程。此研究最新进展已在Sensors发表。
实现了单模、渐变折射多模、阶跃折射率多模光纤包层SPR传感器,在传感光纤分别为单模、渐变折射率多模、阶跃折射率多模光纤时,阶跃多模光纤的共振谷最深,因为光场能量全部耦合进入阶跃多模光纤包层中,纤芯中几乎没有光场,包层泄露倏逝波最强,共振谷最容易识别,曲线最规范。但是灵敏度却是单传感光纤为单模光纤的方案最高,可达2538nm/RIU。
图 光纤SPR传感器实用化取得突破