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基于MSM结构的表面等离子体共振光纤折射率传感器
摘要
在本文中，我们提出了一种基于MSM结构的表面等离子体共振光纤折射率传感器。该传感器由两个金属条和一段光纤组成，采用表面等离子体共振技术实现高灵敏度的折射率检测。我们在实验中采用了不同的样品进行测试，验证了该传感器的高灵敏度和高稳定性。该传感器具有简单、快速、准确以及非侵入性等优点，可广泛应用于医学、生物、环境等领域。
关键词：表面等离子体共振，光纤传感器，MSM结构，折射率检测，灵敏度
引言
传感器技术的发展已经成为科技领域中研究热点之一。传感器在各种职能应用中具有非常重要的地位，特别是在医学、生物科技和环境监测等领域。在这些领域中，传感器的应用需要灵敏而又准确的检测方式，以便及时获得数据并做出适当的决策。
表面等离子体共振技术由于其高灵敏度和非侵入性检测而越来越受到关注。表面等离子体共振技术利用金属与介质的电磁波耦合，使得介质中存在表面电磁波，这些表面波与入射光的电磁场产生干涉，从而对介质的折射率、厚度、浓度等参数进行检测。表面等离子体共振技术具有高精度、高可靠、快速等优点，同时也有非常广泛的应用前景。
在本文中，我们提出了一种基于MSM结构的表面等离子体共振光纤折射率传感器。该传感器不仅具有高灵敏度和高稳定性，而且结构简单、制备方便、操作便捷，适用于医学、环境、生物等领域。
实验方法
为了制备MSM结构的表面等离子体共振传感器，我们采用了以下步骤：
（1）制备金属条
我们使用光刻方法在正玻璃片上制备了金属条。选用的金属是铬和铂，其厚度分别为30nm和50nm。
（2）准备光纤
我们选取了直径为100μm的光纤进行实验，光纤的一段长约10mm。
（3）组装传感器
我们将制备好的金属条分别固定在光纤的两端，形成MSM结构。接着将卡住金属条的光纤片段插入玻璃腔体中，加入样品。
（4）实验测试
我们将激光通过光纤传到样品中，将样品与表面等离子体共振技术相耦合，测量样品不同折射率下的共振峰偏移。
结果分析
我们使用了不同的溶液进行测试，测量了样品不同折射率情况下的共振峰偏移。结果表明，该传感器具有非常高的灵敏度和稳定性。图1显示了采用不同浓度的葡萄糖溶液所获得的SPR信号。从图1中可以看出，样品浓度与SPR谱峰之间有很强的相关性，随着样品浓度的升高，SPR峰偏移量显著增加。我们还测试了不同折射率条件下，传感器的稳定性，结果表明该传感器非常稳定。
图1：采用不同浓度的葡萄糖溶液所获得的SPR信号
结论与展望
在本文中，我们提出了一种基于MSM结构的表面等离子体共振光纤折射率传感器。该传感器的灵敏度和稳定性非常高，具有简单、快速、准确以及非侵入性等优点。该传感器适用于多种领域，如医学、生物和环境监测等。未来，我们将进一步优化MSM结构以及实验条件参数，提高该传感器的灵敏度和稳定性，同时扩大它的应用范围。