自从Nylander和GILiedberg于1982年首次将表面等离子体共振(SPR)传感技术用于气体检测和生物传感器中，20多年来，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。该技术是一项多学科交叉的研究课题，涉及光学表面等离子共振技术、光学系统设计、信号检测技术、镀膜技术、信号处理与分析等多种技术，可广泛的应用于生物、化学、环境检测等多个领域。现阶段国外已经有较为成熟的产品，但是仪器的结构很复杂，成本很高，其原因是该装置采用单个三棱镜角度结构，导致角度转动和探测器位置控制很复杂。本论文采用角度调制自适应型SPR检测方案优化传感器的结构，对SPR的传感特性进行了数值模拟和实验研究，研制了新型测量装置，用该实验装置所测得的测量结果与理论计算结果一致。主要研究内容包括： 第一章首先简要的介绍SPR传感系统的基本知识，相对传统的生化传感器的优势；然后详细的阐述了SPR传感系统的分类、检测方式以及应用领域；最后介绍了其发展趋势以及本论文研究的背景和意义。 第二章详细介绍了SPR传感器基础原理，包括表面等离子波的概念、光激发表面等离子波耦合理论以及光激发表面等离子共振传感器原理和简要的数值模拟。 第三章详细介绍了SPR传感器的数值模拟方法。重点建立了等效界面法模拟计算含有多层薄膜系统的反射率，以及依此方法分别研究了影响SPR谱的多种因素，包括棱镜材料和折射率、盖波片的厚度、金膜厚度以及样品折射率。 第四章在理论分析和模拟计算SPR传感器基本模型及其性能的基础上，完成了表面等离子传感器的设计与实验装置的构建，并详细介绍了各部分的设计原理和思想，重点介绍了折射率油和三棱镜折射率的测定，Pt膜的厚度和折射率的测定并采用第三章模拟方法对Pt膜的SPR谱进行模拟计算，同时设计将CCD引入SPR传感技术中，介绍了线阵CCD的基本知识、驱动原理和数据采集的设计和实现。设计的两种方法都能简化了传统角度调制型SPR传感器的结构。 第五章根据设计思想进行了实验装置的构建并用该装置测量了空气的SPR谱，该装置的检测灵敏度达到10-5，通过与理论值进行比较和分析，结果表明该设计方案是可行的。 第六章对论文的研究工作进行了总结，并对课题的进一步研究进行了展望。