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当今时代,无论是食品安全性、环境质量监测、还是医疗疾病诊断,应用的传感器都要求体形微小、免标记、传感灵敏、快速实时检测等特点,因此微型可集成的传感器的研究一直是国内外的前沿课题,对它的研究从未间断。基于表面等离子体共振(SPR)的微结构光纤(MOF)传感器与其他产品相比因其产品结构小巧,灵敏度较高,设计灵活多样等亮点,在系统元件的集成和长距离传感等相关技术方面占据广阔的市场应用前景。然而目前尚没有大批量产品化的MOF传感器面世,主要困难是空气孔内金属纳米镀膜的均匀性以及微小空气孔中待测液体的填充,严重限制了MOF传感器的发展和应用。因此,对于MOF结构设计以解决镀膜和待测液体填充是目前迫切需要处理的问题。本文针对MOF传感面临的主要困难设计了三种结构的MOF传感器,并结合有限元软件COMSOL Multiphysics对设计的三种传感器模型进行研究分析,分析不同参数下传感器的工作性能,实现传感器的参数优化。具体研究内容如下:第一,设计并研究了新D型MOF传感器,D型孔可无限扩充,将光纤浸入待测液体中,有效解决待测液体的填充问题,调整空气孔参数和纤芯距离,可实现待测液体折射率1.33-1.40的检测范围,波长灵敏度高达10100 nm/RIU;第二,研究了双通道MOF传感器,利用双通道结构优势可实现两种液体同步检测,突破传统MOF传感器分时复用的限制,提高样品检测效率,通过介质层的优化,提高双通道的鉴别能力,并在此基础上提出平抛结构,便于待测液体填充;第三,分析了大孔凹槽型MOF传感器,利用大孔凹槽减小了镀膜位置与纤芯相对距离,有利于表面等离子体激发实现SPR,讨论了金膜厚度、第一层空气孔直径以及抛磨距离的影响。以上研究内容对促进高灵敏度SPR技术在生化传感技术的实用化发展,降低多样品检测过程中的操作复杂度,具有重要的科学意义和应用价值。