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表面等离子体共振（Surface Plasmon Resonance,SPR）传感器以其系统灵敏度高、检测实时性强、免标记检测等特点,在生物研究、药品研发、食品安全和环境监测等领域得到了广泛应用。而相位调制型SPR传感器与其他调制类型相比,具有极高的系统灵敏度和检测分辨率,但因其折射率检测动态范围十分狭小,适用范围和应用领域受到极大限制。本文将相位调制检测技术与光纤SPR传感器相结合,设计了基于相位调制型的光纤SPR传感系统,提高了光纤SPR传感器的系统灵敏度和检测分辨率,并大幅度拓宽了传感系统折射率检测动态范围,同时采用TE模（Transverse Electric Mode）光分量的耦合等离子体波导共振（Coupled Plasmon Waveguide Resonance,CPWR）作为传感信号,大幅度地提升了系统信噪比,并降低了系统对于传感区长度的精度要求,使传感系统整体性能更为优越。本文研究内容主要包括:1.详细介绍了表面等离子体共振传感器的研究背景和国内外研究发展现状。对比不同膜层结构、耦合方式和调制方式的各类SPR传感器,分析研究了不同类型SPR传感系统的结构和性能特点。通过分析目前相位调制型SPR传感器研究存在的不足,阐明了本文的研究意义。2.对表面等离子体共振产生的基本原理和相位调制干涉检测技术进行了研究分析。详细介绍了相位调制型SPR传感器常用的光外差法、椭圆偏振法、剪切干涉法、空间相位调制干涉法和时间相位调制干涉法等相位调制检测技术。3.对光纤SPR传感器基本工作原理进行了详细研究。通过仿真分析了SPR传感器光入射角、光入射波长、金属层和波导层折射率及厚度等主要参数对传感系统性能的影响。4.设计了四层Kretschmann结构的光纤SPR传感单元和相位调制型光纤SPR传感系统。仿真分析了不同工作模式下传感系统各项主要性能指标。通过对比分析,采用TE模2阶CPWR共振模式可使相位调制型光纤SPR传感系统具有更优的整体性能,传感系统平均分辨率为3.43×10-7RIU（Refractive Index Unit）,系统折射率检测动态范围达到0.444RIU。