表面等离子激元共振传感器性能优化
表面等离子激元共振(SPR)传感器是一种性能优良的光学传感器，有着良好的应用前景。本文对传统Kretschmann结构的SPR传感器的性能进行了研究，对SPR传感器的主要性能参数进行了模拟，并利用虚设层和多孔二氧化硅薄膜成功优化了SPR传感器的品质因子。 通过在SPR传感器的金属薄膜上添加虚设层，可以在不改变传感器共振角及共振角处反射率的情况下提高SPR传感器的品质因子。与传统SPR传感器相比，镀1367nm氯化钾薄膜或235nm氮化硅薄膜的SPR传感器的品质因子可以放大5.53％或11.41％。添加虚设层之所以可以使品质因子增大，主要是因为线宽的减小速率快于灵敏度的减小速率。 本文分析了多孔二氧化硅薄膜对SPR传感器的性能影响。结果表明，通过添加低折射率的多孔二氧化硅薄膜可以提高SPR传感器的品质因子。尤其是，镀40nm孔隙率为90％即折射率1.04的多孔二氧化硅薄膜可以将SPR传感器的品质因子提高331％。而且，本文还发现，多孔二氧化硅薄膜折射率的降低会导致品质因子增大效果的提升。相信本文提出的镀低折射率多孔二氧化硅薄膜的SPR传感器可以对SPR传感器的发展起到一些积极作用。
表面等离子激元共振传感器;性能优化;品质因子;虚设层;多孔二氧化硅薄膜
北京化工大学
硕士
物理学
陈朝阳
2017
中文
TP212.14
63
2017-08-15（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）