刘志伟，董兴法，吕正兵，姜 莉，吴 婧

(苏州科技大学 电子与信息工程学院，江苏 苏州 215009)

0 引 言

表面等离子体共振(Surface Plasmon Resonance, SPR)传感技术根据周围介质微小变化来间接获取物质信息[1],具有无损检测、无标记、可在线即时测量以及灵敏度高等特点，在生物分析、环境监测和食品安全等领域得到了广泛应用[2-3]。

SPR传感器根据激发结构不同分为棱镜耦合型[4]、光栅耦合型[5]、平面波导型[6]和光纤耦合型[7]。其中，光纤耦合结构传感器具有抗电磁干扰强、可远程测量和微型化设计等特点，已设计出蚀刻光纤[8]、侧面抛光光纤[9]、锥型光纤[10]、U型光纤[11]和D型纤维[12]等结构，但这些结构破坏了光纤的圆对称结构，削弱了光纤SPR传感器的机械稳定性。为了克服这些缺点，基于单模光纤[13]、布拉格光纤光栅[14]、长周期光纤光栅(Long Period Fiber Grating，LPFG)[15]和光子晶体光纤[16]等不同类别的光纤 SPR 传感器相继被提出，其均保留了光纤的结构完整性和圆对称性[17]，提升了纤芯模式到SPR模式的转换效率。

本文通过在LPFG表面热蒸发金膜来进行传感器的研究。此外，SPR与入射光束偏振态有关，将偏振光束与SPR传感器相结合，其中的径向偏振光具有偏振态中心对称的分布特点[18]。采用这种偏振态分布的入射光入射到光纤传感区域，使入射光束具有横磁(Transverse Magnetic，TM)波的偏振特性，去除了横电(Transverse Electric，TE)波的分量，提升了传感器中SPR效应的激发，加深了谐振波长的谐振峰，以此来增强传感器性能。

1 理论分析

1.1 镀膜LPFG模型

LPFG的调制周期通常在100 μm～1 nm范围内，纤芯传播的基模通过LPFG透射到包层中，部分模式被包层散射或吸收迅速损耗，在透射光谱中表现出多个损耗峰。……