基于空芯金屬包覆波導的浮游植物的檢測研究.pdf

1、基于光波導的基礎理論討論介質平板波導，通過邊界條件和Maxwell方程等理論推導出介質平板波導的色散方程及其各種光學特性。再由介質平板波導討論了空芯金屬包覆波導的特性，然后對于其作為傳感器時進行了理論分析，重點討論空芯金屬包覆波導的靈敏度以及利用高靈敏度特性制作的傳感器器件。
　　利用空芯金屬包覆波導建立的傳感器，由于波導的上下層金屬一般為貴金屬金或者銀，由于貴金屬的介電常數實部相對于其虛部是一絕對值較大的負數，所以波導的有效折射

2、率存在的范圍大。利用空芯金屬包覆波導制備的傳感器，把樣品放入檢測腔中進行檢測，通過利用軟件建立空芯金屬包覆波導結構模擬得到ATR譜圖，然后進行分析就可以得出檢測腔中的濃度變化。ATR譜圖的變化與波導中的折射率變化有直接的關系，物質折射率的變化隨著物質的變化而變化，兩者存在著密切的關系，所以可以導出ATR譜圖與物質變化有直接表征的關系。在理論推導中可知，覆蓋和襯底的貴金屬金或者銀的介電常數是一個復數形式：實部代表物質本征的損耗，虛部代表的

3、是輻射損耗。在ATR圖譜中的耦合角發(fā)生水平移動代表著實部發(fā)生變化；ATR圖譜中的衰減全反射峰最低點上下移動是由于虛部發(fā)生變化。
　　超高階導模是一種對環(huán)境變化非常靈敏的共振波，特別對環(huán)境的折射率和消光系數的變化非常的靈敏，折射率和消光系數都與物質的濃度有著密不可分的關系，物質溶液濃度的改變會引起折射率和消光系數發(fā)生改變。在空芯金屬包覆波導中，可以利用自由空間耦合技術激發(fā)出超高階導模。通過分析空芯金屬包覆波導的結構和性質，可知該波導