新型光纤传感器的设计与特性分析

结合光子晶体光纤和表面等离子共振技术,设计了一种的新型的8孔光子晶体光纤的表面等离子共振传感结构。采用传输矩阵法分析了传感器的表面等离子共振传输特性。结果表明:随着入射角增大,表面等离子共振波长深度下降,半峰宽变窄,入射角为85°,效果较为理想;金属薄膜占比越大,传感器的灵敏度会有一定的增加,测量液态待测物,灵敏度可达到10-5。设计结构降低了纤芯模的有效折射率,解决了纤芯模和表面等离子共振模式发生相位匹配问题,表现了较高的灵敏度以及稳定性。     

表面等离子共振实验平台研制

表面等离子共振技术已成为对生物分子相互作用进行定量分析的一种重要工具.为了使生物医学工程专业学生了解和掌握这种技术,构建了基于波长检测型表面等离子共振实验平台,并用于实验教学.该测量平台具有成本低、操作简单等优点,起到良好的实验教学效果.叙述了表面等离子共振测量的基本原理,介绍了该实验平台的构成,给出了测量结果--共振波长与乙醇质量分数的关系曲线.     

双通道表面等离子共振传感器及控制系统研究

设计了一种双通道的多功能检测范围的表面等离子共振(SPR)传感器。采用K棱镜结构模型激发实现表面等离子共振,结构采用上下2种非对称介质-金属-介质波导形式实现双通道的传感。结果表明,该传感器金的通道灵敏度由3μm/RIU提高到7μm/RIU左右,但检测精度下降明显;设计的传感器金属层为金的传感通道更适合检测折射率较低的物质,而金属层为银的传感通道更适合检测折射率较高的物质。     

金属薄膜／波导薄膜包覆光纤端面SPR生物传感器的研究

提出了一种由高折射率纤芯／波导层／金属薄膜包覆层／被检测物层构成的四层结构表面等离子共振光纤生物传感器．对其研究发现：这种传感器能够很好地感应待测物的折射率，与三层薄膜结构光纤SPR传感器相比其衰减峰非常尖锐，这说明其损耗小且分辨力高，适合长距离、高精度、高分辨力场合的测量，对生物医学中的免疫反应实时检测及表面显微技术的研究具有重要的意义．     

THz频域层状一维光子晶体光纤的设计

针对传统金属微波波导和介质光波导难以解决飞秒激光脉冲作用于光电导天线或光整流晶体产生的0.1-4THz脉冲辐射传输中的群速色散问题,光子晶体光纤在色散设计方面具有很强优势.本文利用光在多层介质中传输的传输矩阵法对层状一维光子晶体光纤进行数值计算,并通过对THz频域材料特性的研究,设计出适合于传输0.1-1THz频段的层状一维光子晶体光纤.     

大模场光子晶体光纤设计

全内反射型光子晶体光纤纤具有为高折射率,包层为石英-空气周期结构,光通过高折射率纤芯与低平均折射率包层间的全内反射向前传播.包层的周期结构要求也不严格,甚至可以无序.利用其特有的"无截止单模"特性,对大模场光子晶体光纤进行了设计.     

陕西广电网络的FTTH工程与光子晶体光纤的应用

光纤入户（FTTH）在信息产业发展史上具有里程碑意义,陕西广电网络紧随技术进步的脚印,顺应社会发展的要求,满足广大用户需求,积极开展FTTH业务,取得了骄人的业绩。本文结合对陕西广电网络FTTH业务发展中出现的困难和问题的讨论,分析了光子晶体光纤在陕西广电网络FTTH业务发展中的应用价值。     

光子晶体光纤的特性及研究进展

介绍了光子晶体光纤领域中的一些基本概念,光子晶体光纤的分类及导光原理.重点论述了光子晶体光纤的无截止单模特性,色散特性,光学非线性效应,双折射效应,较高的入射功率,多芯传输及其在非线性光学和光子晶体光纤激光器等方面的应用,并对其发展前景进行了展望.     

光子晶体光纤的理论模型研究

介绍了光子晶体光纤的主要研究进展和理论模型,并探讨这些理论模型的优点及缺点,使广大研究者研究光子晶体光纤不同特性时可根据各个理论的优缺点选用合适的理论模型,进而快速得到比较精确数据,为研究光子晶体光纤选择理论模型提供快速而有效的途径。     

利用2×2纤锥表面等离子共振传感液体折射率

介绍了2×2纤锥等离子共振的工作原理,并用其对液体折射率进行传感。制作的表面等离子共振传感器用于检测甘油水溶液的折射率时,观测到被测液体折射率在(1.448,1.4515)区间变化时,等离子共振波长在(1450,1593)nm区间移动,两者间呈线性对应关系。系统的传感分辨率为2.448×10-5 RIU。     

表面等离子体共振检测实验教学平台建设

以建设可承载探索性实验教学内容的开放性实验平台为目的,以当前重要光学传感技术"表面等离子体共振(SPR)"为核心设计搭建了一套开放性的教学实验平台,平台采用一系列可调谐的架构,经过整合形成一套实验条件可调节的开放式实验系统,为探索型、创新型实验教学提供了条件。系统的运行结果和各项参数对结果的影响均符合Matlab仿真规律。学生在该平台上不仅可以直接清晰的学习系统组成和运行方式,还能通过动手操作改变系统的运行条件,并研究其对实验结果的影响方式,从中体验和学习到真实的科研方法。     

Polydopamine-Assisted Fabrication of Fiber-Optic Localized Surface Plasmon Resonance Sensor Based on Gold Nanoparticles

A fast and facile method of fabricating fiber-optic localized surface plasmon resonance sensors based on spherical gold nanoparticles was introduced in this study. The gold nanoparticles with an average diameter of 55 nm were synthesized via the Turkevich method and were then immobilized onto the surface of an uncladded sensor probe using a polydopamine layer. To obtain a sensor probe with high sensitivity to changes in the refractive index, a set of key optimization parameters, including the sensing length, coating time of the polydopamine layer, and coating time of the gold nanoparticles, were investigated. The sensitivity of the optimized sensor probe was 522.80 nm per refractive index unit, and the probe showed distinctive wavelength shifts when the refractive index was changed from 1.328 6 to 1.398,7. When stored in deionized water at 4 ℃, the sensor probe proved to be stable over a period of two weeks. The sensor also exhibited advantages, such as low cost, fast fabrication, and simple optical setup, which indicated its potential application in remote sensing and real-time detection.     

SPR生物传感器研究综述

SPR生物传感器已广泛应用于易变反应物与传感器表面固定结合配体之间特定定性与定量分析.文章综述了这种新技术的研究和应用进展情况,传感器的组成和工作原理,传感器表面和固定,应用于实验的步骤,实验结果与未来发展趋势.     

基于计算机软件的光子晶体光纤电磁场分析

采用典型的金属-介质-金属结构中刻蚀周期缝隙的光子晶体光纤(PCF)结构,设计了一种新型的定向耦合器,建立了PCF的H传输模型,得到了模型整体反射系数和透射系数的数学模型。基于计算机软件的偏振耦合特性分析表明,设计的PCF通过缝隙向缝隙渗透,能够实现缝隙周期性传播。周期缝隙的影响分析得出,缝隙小于金属层厚度时,能够实现更高的耦合效率,更短的耦合距离。由时间响应分析可以看出,模型具备了fs时间响应,时间动态特性有较高的非线性,能利用增益能量变换控制光子的弛豫率,实现PCF的耦合输出控制。     

超高斯脉冲在光子晶体光纤中的传输特性

基于非线性薛定谔方程和应用变分法导出的具有不同陡峭程度的超高斯光脉冲在光子晶体光纤中传输时的演化方程组,研究了超高斯脉冲在光子晶体光纤中的传输特性.导出了超高斯脉冲参数随传输距离的变化关系式,并对结果进行了分析讨论.结果表明:脉冲振幅和脉冲宽度满足绝热关系,频率保持不变,脉冲前后沿锐度对超高斯脉冲中心位置没有影响和脉冲在传输过程中会产生啁啾.     

基于非线性光子晶体设计全光二极管

针对光子晶体全光二极管在引入Kerr非线性情况下的非对称透射行为进行了研究,目的是实现高透射率以及最大对比度的全光二极管。采用有限时域差分技术的数值模拟方法结合理论分析方法对光子晶体全光二极管的各种性能参数展开研究。在研究中发现可以由两个尺寸不同但具有相同共振频率的缺陷对构建光二极管,在非线性情况下它的透射率和对比度都能获得较大的提高,即选择适当的入射光功率以及合适的缺陷尺寸我们能得到最佳优化的光二极管。