基于表面等离子体共振(SPR)效应,设计了一种采用双芯结构光子晶体光纤(PCF)作为光波导的横向应力传感器。通过建立SPR耦合波模型和PCF结构的形变模型,利用全矢量有限元法进行数值模拟,获得了基模共振峰的偏移量与横向应力的关系。结果表明共振峰波长的偏移量与所施加应力具有很好的线性关系。对PCF的截面结构进行优化设计,通过选择适当的空气孔层数、直径和周期,可获得较高的测量灵敏度。该研究可为基于SPR的PCF横向应力传感器的设计提供理论依据。

设计了一种基于表面等离子体共振(SPR)效应以及缺陷耦合机理的新型光子晶体光纤传感器。该传感器结构中光子晶体光纤包层的一个特定空气孔内表层被镀上金属薄膜，通过改变另一空气孔直径以形成缺陷，并在这两个空气孔中填充磁流体材料。通过分析磁流体的折射率与温度、磁场的关系，实现了对温度和磁场的同时测量。实验结果表明，耦合谐振峰与SPR损耗峰在温度升高时均产生蓝移，磁场增强时均产生红移。耦合谐振峰与SPR损耗峰的温度灵敏度分别可达到-1.338 nm/℃和-1.575 nm/℃，磁场灵敏度分别为4.333 μm/T和2.816 μm/T。该传感器不仅具有高灵敏度，而且实现了磁场和温度的精确测量。