【摘 要】
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微结构光纤的各种各样的几何结构与独特的光学特性使其在光纤传感领域具有特别重要的科学研究意义以及广阔的应用前景,它的产生和快速发展在光纤光学以及光子学领域有着特别重要的意义。长程表面等离子体谐振与微结构光纤相结合的传感器迅速成为传感领域非常热门的话题。与传统的SPR传感器相比,MOF LRSPR传感器的优点有:高灵敏度、灵活的结构设计、检测样品需求量小与广阔的应用领域等。论文的主要内容包括:（1）主
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微结构光纤的各种各样的几何结构与独特的光学特性使其在光纤传感领域具有特别重要的科学研究意义以及广阔的应用前景,它的产生和快速发展在光纤光学以及光子学领域有着特别重要的意义。长程表面等离子体谐振与微结构光纤相结合的传感器迅速成为传感领域非常热门的话题。与传统的SPR传感器相比,MOF LRSPR传感器的优点有:高灵敏度、灵活的结构设计、检测样品需求量小与广阔的应用领域等。论文的主要内容包括:（1）主要介绍了微结构光纤的概念和特性,并详细阐述了表面等离子谐振传感技术、光纤表面等离子谐振传感技术以及产生表面等离子激元的材料的研究进展。（2）理论描述了倏逝波原理,详细阐述了表面等离子谐振传感的原理,并对数值分析方法,尤其是有限元方法进行详细系统的介绍,最后对评价MOF LRSPR传感器的损耗谱和性能参数进行说明。（3）设计了基于金作为传感层的蜂窝型D形MOF LRSPR传感器,通过对各种参数的设计和优化,以检测范围,品质因子,透射深度,波长灵敏度和分辨率作为衡量该MOF LRSPR传感器性能的指标,利用COMSOL有限元法优化并建立了涂覆金层的传感器模型,并研究了其对外界环境的灵敏度响应。（4）设计了基于金和石墨烯的高灵敏MOF LRSPR折射率传感器。通过对结构参数的优化,利用COMSOL有限元法研究了不同厚度的石墨烯传感层以及不同厚度的金层传感层对传感器性能的影响。研究结果表明,在金层上涂覆适当的石墨烯层可以增强该传感器的传感性能。本文为石墨烯和金的复合结构作为传感层运用于高灵敏度LRSPR传感器的研究提供了理论依据。
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