随着社会的发展,生物传感,化学分析,食品安全,电气设备的安全运维等检测的要求越来越高,传统的检测手段和传感解析技术已经难以满足日益严苛的标准。关于传感器技术的创新成为了现代科学亟待解决的问题。表面等离子体共振(Surface Plasmon Resonance,SPR)是一项目前仍在发展中的传感器技术。SPR自从问世以来,由于它具有免标记检测,灵敏度较高,样品不需要特殊处理及抗干扰能力强的特点,从1982年SPR传感技术用于气体检测和生物传感器中后,几十年来,SPR传感技术在实现方式、仪器开发和应用领域拓展上都获得了飞速的发展。目前实际应用的大部分SPR传感器的相关仪器都存在仪器结构复杂、传输实时性差,操作难度较高等缺点,限制了其在现场监测、实时分析等方面的运用,因此迫切的需要提高检测分辨率来满足检测需求。因此,开发结构和功能更加完善、传感特性更符合现代标准的SPR传感仪器成为了该课题所研究的重要问题。本研究课题在分析现有SPR传感器的应用现状、发展趋势的基础上,专项研究了易于小型化的SPR传感理论:包含基于表面等离子体共振传感的方法,目前已有的改进手段和相关科学理论;并对金属薄膜的结构和参数、传感结构及介质等参量变化对SPR传感的影响进行了分析,对传统棱镜式耦合结构传感器做出了改进优化:通过对棱镜耦合式Kretschmann结构SPR传感器进行改进,设计了一种五层对称模型结构的SPR传感器,通过COMSOL软件进行仿真实验,证明了其具有较好的传感特性。为了改进对SPR传感器的后续信号处理方式,设计了SPR传感器的数据采集系统:下位机采用ARM公司生产的型号为STM32F103ZET6的微处理器,结合放置传感器的转台驱动模块,以及其它附属模块(含CCD光电检测模块与ADC模块)实现SPR传感信号的采集与调理;通过C#语言(.NET开发平台,Visual Studio 2017开发环境)编写了上位机人机交互界面,后端实现了关于上位机和下位机的通信,数据采集与检测系统和计算机数据分析处理软件为SPR传感仪器提供了强大的数据采集与显示以及数据保存的功能。上位机软件严格按照软件常用架构进行分层设计,使得整个数据采集系统具有实用性强、操作方便等特点。