基于大尺寸纳米金壳的光纤Bragg光栅LSPR折射率传感器研究
DOI:
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作者:
作者单位:

(重庆理工大学 光纤传感与光电检测重庆市重点实验室,重庆 400054)

作者简介:

罗彬彬 (1981-),男,博士,教授,硕士生导师,主要从事光 纤传感传感器原理及其在生物医学、智能结构工程检测中的应用研究.

通讯作者:

中图分类号:

基金项目:

国家自然科学基金(61875026)、重庆英才青年拔尖人才计划(cstc2021ycjh- bgzxm0128)、重庆市教委科学技术研究重点项目(KJZD-K201901101) 和重庆理工大学研究生科研创新项目(gzlcx20223054)资助项目


Research on fiber Bragg grating LSPR refractive index sensor based on large-siz e gold nanoshells
Author:
Affiliation:

(Chongqing Key Laboratory of Optical Fiber Sensor and Photoelectric Detection, Chongqing University of Technology,Chongqing 400054, China)

Fund Project:

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    摘要:

    利用大尺寸纳米金壳(gold nanoshell,AuNS) 的局域表面等离子体共振(localized surface plasmon resonance, LSPR)效应,研究基于光纤Bragg光栅(fiber Bragg grating,FBG) 的LSPR折射率(refractive index,RI)传感器原理及特性。通过时域有限差分法分析AuNS对传感器RI灵敏 度增强的物理 机制,并构建了基于腐蚀型光纤Bragg光栅(etched fiber Bragg grating,eFBG)的LSPR RI传感器,通过标定获得 传感器在不同 外部折射率(surrounding refractive index,SRI)环境下的响应光谱。实验结果表明:eFBG-LSPR传感器的基于谐振强度变化的 RI灵敏度为 -72.33 dB/RIU,相比eFBG的RI灵敏度提高了约61.3倍 ,验证了理论分析的正确性,该传感器在生化传感、环境监测等领域具有良好的应用前景。

    Abstract:

    Based on the localized surface plasmon resonance (LSPR) effect of the large-sized gold nanoshells (AuNS),the principle and characteristics of fiber Bragg grating (FBG) LSPR refractive index (RI) sensor was studied .The physical mechanism of the RI sensitivity enhancement of the AuNS for the sensor was studied by the finite difference time domain method.The LSPR RI s ensor based on the etched fiber Bragg grating (eFBG) was constructed,and the response spectra unde r different surrounding refractive index (SRI) environments were obtained.The experimental results show tha t the intensity-based RI sensitivity of the eFBG-LSPR sensor was -72.33 dB/RIU,which w as 61.3 times higher than that of eFBG,verifying the validation of the theoretical analysis.The pro posed sensor has good application prospects in the fields of biochemical sensing and environmental moni toring.

    参考文献
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    引证文献
引用本文

古洪,张杨,杨翔文,罗彬彬,石胜辉,邹雪,刘开俊,赵明富.基于大尺寸纳米金壳的光纤Bragg光栅LSPR折射率传感器研究[J].光电子激光,2022,33(7):673~679

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  • 收稿日期:2021-11-25
  • 最后修改日期:2021-12-27
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  • 在线发布日期: 2022-08-17
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