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表面等离子体共振（SPR）传感技术是一种基于表面灵敏度分析的新兴检测技术。 它可以有效地感应具有不同折射率的介质。 操作简单，灵敏度高。 广泛应用于生物学、化学等领域。 例如，借助这项技术，仅需患者的一滴血就可以检测出疾病的生物标志物，为癌症和传染病提供早期诊断等。

（PS：网上流传的一滴血能测出癌症的消息为假消息，与本文内容无关。）

光纤SPR传感器由于其结构简单、损耗低等优点而受到广泛关注。 常见的空芯光纤SPR传感器采用波长检测，通过检测谐振波长来测量折射率。 由于透射光谱中SPR共振峰的宽度较宽光纤光谱仪 单色光源，传感器的灵敏度虽然高，但分辨率一般。 随着科学技术的进步，人们对检测分辨率提出了更高的要求，如何进一步提高传感器的检测精度成为亟待解决的问题。

近期，复旦大学朱晓松博士课题组提出利用光强检测SPR传感方法（如图1所示），利用单色光的入射与传感器输出光强之间的关系进行检测和折射率。 灵敏度与波长检测传感器相当。 在 的条件下，检测精度和分辨率提高了 2 个数量级。 具体研究成果发表在《光学学报》第六期。

图1 空心光纤SPR传感器结构图（基管材质为石英玻璃，镀金属膜材质为银，内腔为高灵敏度待测液体的流动空间折射率）

实验搭建的实验装置如图2所示，虚线框上部为测量SPR透射光谱的实验系统。 它采用广谱光源卤钨灯和光谱仪，用于波长检测型SPR传感实验。 钨卤素灯发出的广谱光通过多模光纤耦合进入空心光纤SPR传感器，再通过多模光纤跳线引入光谱仪（iHR550，Horiba），得到透射光谱。 在蠕动泵的作用下，待测液体通过两个特制的液光耦合接口装置泵入和泵出空心光纤。 被测液体为在400-800nm波段呈透明的不同浓度甲基苯基硅油与煤油的混合溶液。

图2 搭建的实验装置

下部虚线框为用于强度检测的SPR传感实验系统。 光源为波长为532nm的单色半导体激光器，通过多模光纤跳线耦合到空芯光纤中，使用光功率计（NOVAⅡ，OPHIR）。 测量输出光强度。 记录并分析输出光强与光纤中填充液体折射率的关系，得到空心光纤SPR传感器在强度检测模式下的性能。

实验采用的空心光纤SPR传感器在其线性工作区（折射率检测范围1.55~1.57）内的最大分辨率为5.5*10-6 RIU。 与波长检测型空心光纤SPR传感器相比，分辨率提高了2个数量级。

研究人员表示，未来将在不更换空心光纤的情况下，利用多路不同波长激光的同时检测，扩大传感器的检测范围。

作者项目组合影：从左到右分别是朱晓松、史一伟、张宇

论文信息：

张宇，朱晓松，史一伟。 光强检测型空心光纤表面等离子体共振传感器[J]． 光学学报, 2017,37(6):0606001.

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