【摘 要】
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表面等离子体共振效应传感器（Surface Plasmon Resonance Sensor，SPRS）是以高折射率光波导和贵金属薄膜为基体的光学传感器件。由于SPR传感器具有高灵敏度、抗干扰、响应速度快
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表面等离子体共振效应传感器（Surface Plasmon Resonance Sensor，SPRS）是以高折射率光波导和贵金属薄膜为基体的光学传感器件。由于SPR传感器具有高灵敏度、抗干扰、响应速度快、无损检测等诸多优点，因此在生物医学、环境监测、食品卫生等对各领域有着极大的发展潜力。全文主要研究工作包括如下几个部分：首先，本文利用时域有限差分方法对棱镜Kretschman模型及光纤SPR模型进行了数值模拟。从理论仿真角度研究了表面等离子体共振效应，并探索了串联分布式棱镜SPR传感器及D型光纤SPR传感器共振激励特性，给出了串联分布式棱镜SPR传感器优化配置方法。其次，研究了纤芯/金膜结构光纤SPR传感器湿度敏感特性，得到环境湿度变化与反射光谱图的对应关系。在此基础上，采用提拉法在纤芯/金膜结构光纤SPR探针表面增覆不同厚度具有湿度增敏功能的聚乙烯醇(PVA)薄膜，研制出基于PVA薄膜的光纤SPR湿敏传感器。再次，研究了基于SPR共振效应的光纤液位监测传感器。研究结果表明，SPR共振强度与被测液体液面位置之间存在良好对应关系。在光纤SPR液位传感器检测范围内，SPR共振强度仅与浸入乙醇和蒸馏水中的SPR探针长度相关，而与液体介质的折射率变化无关联。最后，提出了基于EMD自适应滤噪算法的SPR共振光谱滤噪方法。将EMD分解与LMS自适应滤波相结合，分别对仿真含噪SPR光谱和实际SPR光谱进行滤波处理。研究结果表明，EMD自适应滤波法具有较好的自适应性，能够有效地滤除噪声，并保留了特征光谱细节信息。
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