费米折射率平面波导激励的差分检测型对称结构表面等离子共振传感研究

摘要

为了实现被测折射率范围可调，提高检测灵敏度，将双波长差分检测技术应用于平面波导激励的金属一介质一金属组成的对称型表面等离子体共振传感结构中．通过对对称结构的模式特性分析，研究了该结构中激发等离子体表面波时，介质厚度与被测折射率的关系及双波长差分检测的原理．采用离子交换法制备平面波导，用费米函数拟合其渐变折射率分布．用光强调制方式，分别进行单波长和双波长差分检测，对折射率为1．33～1．428之间的甘油溶液进行测试，实验结果表明，该结构可激发等离子体表面波，与传统平面波导激励的表面等离子体共振传感结构相比，通过改变被测介质的厚度可以改变共振条件，进而改变折射率的测量范围．若被测范围选择合适，检测的线性较好，采用差分检测方法比单波长检测方法的灵敏度提高近一倍．