双峰谐振SPR长周期光纤光栅传感器优化设计

本项目拟通过在长周期光纤光栅包层上涂覆溶胶凝胶气敏薄膜，利用双峰谐振与表面等离子共振效应对环境折射率的高响应度，建立一种新型高灵敏的光气敏传感器并进行深入的研究。裸包层长周期光纤光栅发生双峰谐振效应时对环境折射率的光频移响应度，较没有该效应的光纤光栅高出一个数量级；表面等离子体共振（SPR）效应可以检测金属膜外层折射率的微小变化。课题将这两种效应应用在镀膜长周期光纤光栅上，既可提高灵敏度，又可拓展传感应用范围。课题拟建立并求解具有复折射率的多包层长周期光纤光栅耦合模方程，研究双峰谐振效应产生的条件、双峰间距随薄膜参数及光栅参量的变化关系；探讨光纤光栅中表面等离子共振效应的特性，通过优化设计薄膜与光栅参量，建立高灵敏气敏传感器；研究掺杂纳米溶胶凝胶气敏膜的气敏性能，进一步提高传感器的气敏灵敏度。项目研究将为光气敏传感器的实用化、集成化奠定良好的技术基础，并对环境检测与保护产生重大的社会效益。