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长程表面等离激元共振（Long-range surface plasmon resonance,LRSPR）是一种在常规SPR的基础上,通过在基底与金属层之间增加低折射率介质缓冲层来激发的特殊电磁场模式。由于LRSPR传感器中表面等离极化激元的损耗较低、传播距离较长和穿透深度较深,这使得LRSPR传感器相比于常规SPR传感器灵敏度、共振谷半峰全宽和折射率分辨力等性能指标更加优异。因此,LRSPR传感器更适合生物大分子甚至细胞结构的检测。基于此,本文开展了基于LRSPR效应的光纤传感器及其生物检测方法研究,论文主要研究内容如下:（1）通过分析目前LRSPR传感应用现状、人免疫球蛋白G（Human immunoglobulin G,hIgG）检测现状和侧边抛磨光纤SPR传感器研究现状,提出了一种侧边抛磨单模光纤LRSPR传感器用于实现对不同浓度hIgG的检测。（2）建立了系列数学模型,直观地说明了 LRSPR相关理论;从金属层类型选择范围、灵敏度、半峰宽和品质因子等不同角度出发,分析了 LRSPR传感器相对于常规SPR传感器的优、劣势;采用光束传播法、传输矩阵法和有限元分析法建立了侧边抛磨光纤LRSPR传感器仿真模型。（3）介绍了包括共振波长、共振深度和半峰全宽等在内的衡量传感器性能的参数指标;采用传输矩阵法并辅以有限差分光束传播法和有限元分析法优化设计了构建LRSPR传感器的结构参数;采用传输矩阵法仿真分析了常规SPR传感器、非对称LRSPR传感器和对称LRSPR传感器的折射率传感特性,得出对称LRSPR传感器性能最优且其品质因子高达107.52 RIU-1。（4）介绍了实验涉及的仪器设备和化学试剂;设计并制作了常规SPR传感器、非对称LRSPR传感器和对称LRSPR传感器;开展了三种传感器的折射率传感实验,结果表明对称LRSPR传感器性能最优且品质因子最高达到64.26 RIU-1,同时对比分析了上述三种传感器之间、对称LRSPR传感器和已报道的其他种类传感器之间的折射率传感特性;利用开发的非对称LRSPR传感器实现了在同一传感位置折射率和温度的双参量测量。（5）阐释了长程表面等离极化激元和局域表面等离极化激元之间的耦合作用,建立了金纳米壳修饰的非对称LRSPR传感器有限元仿真模型并分析了其模场分布,结果表明金纳米壳外表面电场强度明显高于具有相同结构参数的未修饰有金纳米壳的非对称LRSPR传感器表面的电场强度;基于等离极化激元耦合作用开发的传感器检测hIgG的检测限达到了 0.20 μg/mL;开展了血清样本检测实验,结果表明血清基质诱导的非特异性相互作用是可以接受的,开发的传感器具有良好的实用性。本文在综述了 LRSPR传感应用现状的基础上,开展了 LRSPR理论研究,传感器数值仿真研究、折射率和生物传感实验研究,最终实现了对hIgG高灵敏度、低检测限的检测,为低浓度生物溶液的检测提供了一种解决思路。