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光学生化传感器的功能是将某些生化参量的变化转变为可以定性或定量测量的光信号的变化。通过精确测量光信号的变化,实现对这些生化参量的监测。由于具有灵敏度高、响应速度快、选择性好等特征,光学生化传感器广泛应用于现代农业、食品工业、制药、临床检验、环境监测等领域中。本文在介绍一般介质平板波导的基础上,着重分析了双面金属包覆波导的特性。双面金属包覆波导特有的光学结构使得它的有效折射率取值范围很大,从而入射光可以直接耦合进波导。毫米量级厚度的导波层中可以方便地加入样品,并且导波层内存在着灵敏度很高的超高阶导模作为传感器的探针。这些特性使得它可以构建一种灵敏度很高的振荡场传感器,其灵敏度理论上远高于传统的倏逝场传感器(如SPR传感器)。本文利用该振荡场传感器进行浓度检测。与以往利用该振荡场传感器测量浓度的方法不同,本文通过探测溶液的折射率虚部的变化来感知溶液的浓度变化。文中对该测量方法的灵敏度进行了分析,并对实验中双面金属包覆波导的反射率ATR谱进行了模拟。由于待测样品的折射率虚部主要导致ATR谱的上下移动,因此检测样品折射率的虚部变化的方法有很高的灵敏度。本文构建了基于双面金属包覆波导的传感器浓度检测系统,对传感器系统中的光学系统、机械系统、控制电路与软件等方面进行了选型与设计。利用搭建好的传感器对葡萄糖样品的浓度进行了检测。为了能检测出样品的折射率虚部变化,实验时对待测的葡萄糖样品进行了显色处理,因为葡萄糖显色液的吸光系数与溶液浓度成正相关,因而可以通过ATR吸收峰的峰值变化来传感溶液的浓度变化。作为对比,实验中还在同样的条件下使用分光光度计对葡萄糖样品进行了测量。测量结果表明,该传感器可以分辨出0.111mmol/L的葡萄糖浓度的变化,远好于使用传统的分光光度法测量得到的结果。此外,本文还对影响传感器测量结果的温度、光源等因素进行了分析,并简要介绍了使用同样的方法测量磷酸二氢钾的结果。最后提出了一些对该传感器的性能进行改进的建议。本文提出的传感器具有简单的结构和很高的灵敏度,在当前的许多领域都有很高的应用价值。