重金属不仅污染环境,还伤害人类的身体,近些年,随着社会的发展,重金属污染已经成为一个亟待解决的问题。因此,重金属离子检测成为当今科研工作的一个重点。光纤SPR传感器因其具有检测灵敏度高、实时监测等优点,近年来受到了广泛的关注。本文研究了基于光纤SPR传感器的铅离子检测。具体工作如下:首先,论文介绍了SPR发生的原理和发生SPR时金属所需具有的光学性质,以及SPR传感技术的发展现状。之后阐述了重金属的危害以及重金属检测的方法,重点介绍了光纤SPR传感技术在检测重金属离子方面的应用和发展以及在检测过程中影响光纤SPR传感灵敏度的主要因素,即涂覆在光纤表面薄膜的材料和厚度,金属粒子的种类、形貌和大小,然后利用FDTD模拟分析了金属纳米粒子结构对光纤SPR传感器灵敏度影响。其次,论文通过FDTD对金、铂、钯纳米棒修饰的光纤SPR传感器进行了理论研究。结果显示,利用半径为8 nm,长度为40 nm的金纳米棒修饰增敏的光纤SPR传感器灵敏度最高可达3160.0 nm/RIU;利用半径为5 nm,长度为80 nm的铂纳米棒修饰时,折射率灵敏度可以达到6070.0 nm/RIU;利用半径为8 nm,长度为60 nm的钯纳米棒修饰时,折射率灵敏度可以达到6210.0 nm/RIU。理论分析了纳米粒子修饰后传感器灵敏度增强的物理机理。最后,设计并制备了用于检测铅离子浓度的两种光纤SPR传感探头,搭建了检测的实验系统,进行了实际检测实验。实验表明,未用金纳米粒子修饰的光纤SPR传感器检测灵敏度为3485.8 nm/mol,而利用金纳米粒子修饰的光纤SPR传感器对铅离子的检测具有更高的灵敏度,可以达到4623.4 nm/mol。理论分析了金纳米粒子修饰后传感器灵敏度提高的机理。