张淑莉，王 展，杨县超

(1.郑州工商学院 工学院,河南 郑州 451400；2.郑州大学 信息工程学院，河南 郑州 450001)

0 引 言

表面等离子体谐振(surface plasmon resonance,SPR)是入射光场在金属和电介质界面处满足能量与动量匹配的条件下，激发金属表面的自由电子振荡而产生的一种等离子体谐振现象，被广泛应用于生命科学、医学、物理学、化学等领域。1993年，华盛顿大学Jorgenson R C等人首次提出多模光纤和等离子体的结合来制备光纤SPR传感器[1]。随着微纳加工技术的发展，各种不同类型的基于SPR的光纤传感器相继被提出。根据金属位置的不同，等离激元谐振的微结构光纤传感器分为三类：1)在光纤孔道内壁镀上金属膜[2～4]，将光纤制成微流控器件，将被测液体引入光纤；2)在光纤包层外镀上金属膜[5～7]，通过电磁场的泄露量来测试光纤外被测液体的折射率；3)将光纤侧面抛光做成D形平面然后修饰或将端面平切或斜切再修饰[8～12]，在平面上沉积金属膜，制备金属光栅或阵列以及磁性材料阵列，用于检测外部被测溶液折射率或生物材料浓度。前两类方法都面临着薄膜沉积和分析物填充的微流控集成困难。因此，很多研究者选择侧面抛光的D型光纤来设计SPR传感器，这将简化镀膜工作[13]。对于基于SPR的光纤传感器，发射到光纤芯中的光在特定的波长下才能与等离子体形成谐振，然后根据透射谱或损耗特性得出分析物的折射率。2013年Guan C Y等人[14]利用有限元法(finite element method,FEM)模拟3D的微结构光纤的等离子光栅，通过模拟分析不同偏振时的散射情况。……