光波导传感器是集成光学领域中的一个重要发展方向。它具有准确、快速、灵敏、便于携带等优点,广泛应用于军事、医学等方面。反谐振反射光波导结构又以其能量损耗小的特点成为光波导传感器的合适选择,因此对反谐振反射型光波导传感器的研究具有重要的意义。为了进一步提高光波导传感器的灵敏度,本文在传统的反共振反射光波导结构的基础之上提出了一种新型周期结构的反谐振反射光波导,对其工作原理,波导结构,灵敏度,传感器制作等方面进行了研究。其主要内容如下:1.介绍了光波导生物化学传感器的原理、结构、发展概况以及其在军事、医学等方面的广泛应用。2.研究了传统反谐振反射光波导的工作原理、结构及其特点。采用光束传输矩阵法详尽地分析了光束在波导中的传输方式,模场分布。通过分析波导传输损耗,选择出最合适的导波模式作为工作模式。3.在传统反谐振反射光波导结构基础之上将要待测物质直接作为反共振反射光波导的波导层。由于光束集中在作为波导层的待测物之中传输,而由待测物质的厚度、折射率等参数带来的微小变化均会引起导模传播常数的变化,通过监测传播常数的变化即可得到待测物质的信息。4.提出周期结构的反谐振反射层,对两反谐振反射层的折射率及厚度进行了优化选择,通过模拟计算得到最佳参数,获得了极高的反谐振特性,最大限度地将光束能量限制在了波导层。在理论上将传感器的灵敏度提高了两个数量级。5.通过实验选择出光学性能良好的反谐振层制备材料。采用电子束蒸发的方法在K9光学玻璃上得到了光学性能良好的光学薄膜。6.设计出反谐振反射光波导的工作光路。