基于双芯光子晶体光纤的高灵敏度椭圆侧芯表面等离子体共振折射率传感特性

作者：梁红勤; 刘彬; 陈佳; 刘云凤; 胡金凤

来源：激光与光电子学进展, 2017, 54(09): 105-111.

• 光纤光学
• 表面等离子体共振
• 光子晶体光纤
• 传感器
• 有限元法

提出了一种基于双芯光子晶体光纤(PCF)的高灵敏度椭圆侧芯表面等离子体共振(SPR)折射率传感模型。在各向异性的完美匹配层边界条件下利用全矢量有限元法对传感器特性进行了数值仿真。研究发现:在椭圆侧芯中涂覆金属银纳米层可以实现SPR,共振峰对检测孔的折射率变化具有很高的传感灵敏度;与圆形结构相比,所提椭圆侧芯结构中的纤芯基模和金属表面等离子体激元(SPP)模式更易实现相位匹配;当椭圆率为0.7时,灵敏度在1.451.50的折射率范围内可达10412nm·RIU-1,且传感曲线线性度高;椭圆侧芯结构能够有效抑制高阶SPP模式,避免基模与多个SPP模式耦合形成干扰。

• 单位
  南昌航空大学; 南昌工学院; 江西省光电检测技术工程实验室