邴丕彬，刘真民，杨波

(华北水利水电大学 电力学院，河南 郑州 450011)

0 引言

光子晶体光纤(Photonic crystal fibers，简称PCF)具有无截止单模传输、大模场面积、可调的色散、高非线性等优良特性，因而具有广泛的应用前景.目前，采用PCF制作传感器是传感研究的热门领域.光在传输过程中会在介质表面发生全内反射，在界面处会产生倏逝波，倏逝波能够激发金属表面的自由电子振荡，形成表面等离子体共振(surface plasmon resonance，简称SPR).SPR在生化检测领域有着巨大的发展潜力.基于SPR-PCF传感器将两种技术完美融合，在PCF的空气孔壁上沉积金属纳米颗粒或者纳米薄膜，能够显著增强SPR效应，因而这种传感器灵敏度非常高，成为科技界的研究热点[1～3].

2006年，Hassani 和Skorobogatiy等人率先提出基于SPR-PCF传感器[4]，并对两种结构的PCF传感器进行了详细的理论计算和对比，计算结果证明这两种结构的传感性能非常优异.随后，各种基于PCF的传感设计逐渐被提出[5～8]，且各项传感性能也有所增加.

本论文采用全矢量有限元法，在各向异性完美匹配层(perfectly matched layer，简称PML)的辅助下计算出在不同波长时传感器传导模式的模场分布以及有效折射率，并着重分析了微流体通道的直径、待测液体折射率、金属膜厚度等参数不同时传感器的性能.

1 理论分析

1.1 分析方法

文章使用专业的有限元法构建模型，能够省去繁琐的公式推导，非常直观的求解偏微分方程，实现对真实物理场的模拟，并且能够直接求得该模场的有效折射率.对于传统的复数形式的模式有效折……