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表面等离子激元共振检测技术日渐成熟,以其高灵敏度、快速检测、样品消耗量少等优点,在生物、化学、成像、检测等领域的应用也越来越多,已经成为检测方面高灵敏度的光学技术。故此,SPR技术得到了广泛的应用与发展,衍生了许多激发SPR的方法,比如棱镜激发SPR、光纤激发SPR、光波导激发SPR、物镜激发SPR等。每一种激发SPR方法都有其各自的优点和特点。 对于棱镜激发SPR来说,其实验系统结构简单、容易搭建、方便操作,同时得到的光强与角度调制数据可以很轻松的由光功率计和微位移平台达到。而光纤激发SPR方法则要求激光器、探测器等光学器件留有光纤接口方便实验,二者对于折射率探测的灵敏度相差不大,但是由于光纤体积小、较为轻便可以在特定环境下进行检测,故此在SPR检测领域也广为应用。 本文以SPR理论推导为基础,进行基于Matlab和LabVIEW软件的模拟仿真实验,试图通过改变介质折射率、入射光波长以及镀膜厚度等参数找到不同情况下SPR曲线与各个参量之间的关系。 本文首先介绍SPR的起源和发展,并对现状进行总结。然后从理论基础进行公式的推导,得到程序中的反射率计算公式。利用软件对光纤中的SPR进行模拟与仿真。对不同膜结构进行仿真实验,得到金、银、铝、铜等材料在不同膜厚情况下的不同SPR现象并进行总结。最后在其他参数固定的情况下,研究入射波长、介质折射率、膜厚度等参数对SPR曲线的不同影响。并得到结论,反射率最小值随着实部变大、虚部变小、膜厚变厚的情况下,越来越小,到达极值后反射率最小值随着实部变大、虚部变小、膜厚变厚的情况,越来越大。吸收峰随着实部变大、虚部变小、膜厚变厚的情况下,越来越狭窄,SPR现象越来越明显。在此基础上以金膜为基础,对光纤SPR的谐振角为45°进行进一步模拟,在850nm波长下,当金属膜折射率实部改变为-20.98,虚部为0.856,膜厚为56.2nm时反射率最小值为0.0202417,得到良好的光纤SPR模拟曲线。最后对实验中可能产生的误差进行分析。