塑料光纤微型SPR阵列传感特性研究

Surface plasmon resonance (SPR) fiber optic sensing technology plays an important role in water quality detection. In recent years, the traditional single-channel fiber based SPR sensors cannot meet the need of detection, and the existing multi-channel SPR sensors developed slowly due to the complex fabrication and high cost. To overcome the limitations of the existing technology, this project proposes a plastic optical fiber based micro SPR array sensor. The device is composed of cascaded micro wedge structures on fiber, by changing the micro wedge structure angle, the position of SPR resonance peak can be adjusted, which can realize the multi-channel SPR sensing. By referring to the nanoimprint lithography, the project carries out the micro-hot embossing lithography on micro-plastic optical fibers, and solves the fidelity of the microstructure fabrication on the polymer fibers. The project aims to realize a low cost, high consistency of microstructure, and can be mass produced multi-channel SPR sensors, and it will be important for the development of the fiber optic sensing technology.

光纤表面等离子体共振（SPR）传感技术在水质检测领域具有重要的应用价值。近年来，传统的单通道光纤SPR传感器已不能满足实际检测的需要，并且现有的多通道光纤SPR传感器制备工艺复杂、成本高，发展较为缓慢。为突破现有技术对多通道光纤SPR传感的限制，本项目提出一种塑料光纤微型SPR阵列传感器，该器件采用级联的微楔形结构，通过改变微楔角的大小调节SPR共振峰的位置，从而实现多通道SPR传感。项目借助于纳米压印的方法，在微米塑料光纤上开展微热压成型的微加工技术，研究解决高分子聚合物光纤微热压成型的高精确度复制问题。研究成果有望实现一种低成本、微结构特性一致性高、可批量制造的多通道光纤SPR传感器，对促进光纤传感技术的发展具有重要意义。

光纤表面等离子体共振（SPR）传感技术在生化传感以及水质检测领域具有重要应用价值。近年来，传统的单通道光纤SPR传感器已不能满足实际检测需要，并且现有的多参量光纤SPR传感器多基于石英光纤，其制备工艺复杂、成本高，发展较为缓慢。为突破现有SPR传感技术的限制，本项目提出并实现了基于塑料光纤的多功能SPR传感器，利用侧抛弯曲塑料光纤，双侧抛塑料光纤，以及锥形塑料光纤结构分别实现了高灵敏、多参量以及线性度较好的多种光纤SPR传感器件。并且，通过在塑料光纤上开展模压成型的微加工技术，制备了具有阵列微结构的聚合物光纤，并开展了该种光纤在液位、位移等传感方面的研究应用。除了上述工作以外，在项目执行过程中，还开展了基于石英光纤干涉仪的折射率、温度与位移等传感器的研究工作。所研制的传感器件均具有结构简单、成本低廉、易于生产等优势。本项目研究的塑料光纤SPR传感功能器件具有潜在的应用价值，对促进光纤SPR传感技术的发展具有重要意义。