聚合物長(zhǎng)周期波導(dǎo)光柵折射率傳感器的研究.pdf

1、近年來，為應(yīng)對(duì)日益嚴(yán)峻的水質(zhì)安全問題、食品藥品安全問題以及環(huán)境污染問題，滿足水質(zhì)檢測(cè)和環(huán)境監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域?qū)Ω哽`敏度、低成本的微型便攜式生化傳感器的迫切需求，科研工作者們對(duì)光學(xué)生化傳感器展開了深入研究。光學(xué)生化傳感器除了具有靈敏度高、響應(yīng)速度快、抗電磁干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，還能工作在傳統(tǒng)生化傳感器無法工作的高溫、高濕、易燃、易爆等惡劣環(huán)境之下，因此引起了廣泛關(guān)注。
　　根據(jù)檢測(cè)原理和器件結(jié)構(gòu)的不同，光學(xué)生化傳感器可分為標(biāo)記型和非標(biāo)記型兩類。

2、標(biāo)記型光學(xué)生化傳感器在對(duì)檢測(cè)物進(jìn)行標(biāo)定時(shí)很可能會(huì)引入不必要的污染或標(biāo)定物的檢測(cè)活性受到影響，從而干擾了測(cè)量結(jié)果，并且測(cè)試時(shí)間較長(zhǎng)，設(shè)備復(fù)雜昂貴。非標(biāo)記型光學(xué)生化傳感器可避免標(biāo)定物對(duì)被檢測(cè)物的干擾，且能夠?qū)崟r(shí)在線監(jiān)測(cè)分析過程。非標(biāo)記型光學(xué)生化傳感器的研究主要集中在光纖生化傳感器、光流控生化傳感器和平面光波導(dǎo)生化傳感器。
　　本文首次提出將待測(cè)液體作為長(zhǎng)周期波導(dǎo)光柵包層的聚合物長(zhǎng)周期波導(dǎo)光柵折射率傳感器，使其作為非標(biāo)記型傳感器工作。文

3、章首先討論了光波導(dǎo)的研究方法、模式耦合理論以及長(zhǎng)周期波導(dǎo)光柵的工作原理，特別是芯層模式和包層模式之間的耦合；其次，針對(duì)聚合物長(zhǎng)周期波導(dǎo)光柵折射率傳感器的工作特性，分析了芯層傳輸?shù)纳⑶€，推導(dǎo)出芯層波導(dǎo)的單模傳輸條件，仿真計(jì)算出芯層模式與包層模式之間的耦合系數(shù)，確定長(zhǎng)周期波導(dǎo)光柵的周期和長(zhǎng)度等參數(shù)；再次，在實(shí)驗(yàn)室利用紫外曝光、顯影、磁控濺射、感應(yīng)離子刻蝕等工藝制作出傳感器樣品；最后，搭建光學(xué)測(cè)試平臺(tái)，利用寬帶光源(1520nm-1610