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传感器在食品加工、工业过程控制、环境检测等方面有着极其重要的作用,光传感器较电传感器有很多优越的特性,光传感器的研制日益受到人们的重视,光波导传感器在光传感器家族中占有十分重要的地位。对光波导传感器来说,传感器的灵敏度是体现其性能优劣的一项非常重要的指标。进行分析光波导传感器灵敏度,有助于全面深入地了解其特性,拓展其在实际中的应用。本文围绕多层平面光波导的灵敏度特性展开分析研究。 首先,在推导三层平面光波导和四层平板光波导的模式本征方程的基础上,导出五层对称平板光波导和五层非对称平板光波导的模式本征方程,用Matlab计算特定结构的光波导结构进行有效折射率计算验证。同时,将商用软件模拟结果与多层平面光波导计算结果进行对比验证,确认多层平面光波导计算的可行性。 根据导出的多层平面光波导模式本征方程,编程计算得到多层平面光波导结构中的中间层波导的最小值。发现对同一波导结构,当其探测物质的折射率不同时,其灵敏度最大值和相应的波导层的最佳厚度不相同。在待测物质的折射率范围内,为获得最大的传感器探测灵敏度,可以通过优化波导结构,得到相应的不同波导结构尺寸及其材料折射率。