组成图示
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传感器类型
表面等离子共振(SPR)生物传感器
检测对象
液体折射率（refractive index, RI），样品基质：水-甘油溶液（water-glycerin solutions）
检测原理
该传感器基于表面等离子共振（SPR）原理。卤素灯发出的宽带光进入塑料光纤，在抛光暴露纤芯处形成倏逝场；当p偏振光以合适角度/波长条件入射到金膜-液体界面时，若入射光传播常数与金膜表面等离子体波传播常数匹配，则发生能量耦合，透射光谱出现共振谷。本构型未引入生物识别元件，待测液体（水-甘油溶液）折射率改变直接作为界面变化，使金膜外侧介电环境改变，共振条件随之改变，导致共振波长移动。光谱仪记录透射光谱并提取共振波长，其移动量与外部折射率近似线性相关。含光刻胶缓冲层可调节界面折射率匹配，扩展可测范围并改善信噪比。
检测灵敏度
线性范围: 1.33–1.36 RIU（无缓冲层）；1.332–1.418 RIU（含缓冲层）；灵敏度: 2.422 × 10^3 nm/RIU（无缓冲层，RI=1.352）；2.533 × 10^3 nm/RIU（含缓冲层，RI=1.354）；相关系数: 0.9543（无缓冲层）；0.9918（含缓冲层）
效应效果
实验以水-甘油溶液作为折射率标准介质，测试两种构型。无光刻胶缓冲层时，可测折射率约1.33–1.36，灵敏度2.422×10^3 nm/RIU，分辨率0.00062 RIU，SNR 0.982，FWHM 181 nm，相关系数0.9543。含缓冲层时，可测范围扩展至1.332–1.418，灵敏度2.533×10^3 nm/RIU，分辨率0.00059 RIU，SNR 2.329，FWHM 151 nm，相关系数0.9918。作者指出含缓冲层构型信噪比更高、共振曲线更窄，且两周测试显示良好重现性和可逆性；其SNR优于参考文献[6]。该器件成本低、制备简单，适合低成本生物传感器平台，但文中未报告生物分子选择性、实际样品回收率或RSD。
传感器的构成
- 基底/换能器：塑料光纤（POF），PMMA纤芯与氟化聚合物包层，承载光并产生倏逝场
- 传感区：抛光暴露纤芯，去除包层和部分纤芯，长度约10 mm，增强与外界介质相互作用
- 缓冲层：Microposit S1813光刻胶，旋涂约1.5 μm，匹配折射率并扩展可测范围（仅一种配置）
- 金属层：金膜（Au），溅射40 nm，激发表面等离子体共振
- 样品界面：水-甘油溶液/待测液体，折射率变化引起共振波长移动
- 读出系统：卤素灯与Ocean Optics USB2000+UV-VIS光谱仪，检测透射光谱共振谷
中文摘要
本文报道了两种基于塑料光纤（POF）暴露纤芯界面表面等离子共振（SPR）的低成本光学传感系统的制备与测试。传感器通过去除塑料光纤包层和部分纤芯形成约10 mm传感区，并在暴露纤芯上旋涂Microposit S1813光刻胶缓冲层或直接溅射40 nm金膜，构成两种SPR传感构型。实验采用卤素灯作为宽带光源，利用Ocean Optics USB2000+UV-VIS光谱仪检测透射光谱，通过共振波长移动反映外部液体折射率变化。结果表明，无缓冲层构型可监测折射率约1.33–1.36的水-甘油溶液；含光刻胶缓冲层构型可将监测范围扩展至1.332–1.418，并表现出更高信噪比和更窄共振曲线。该传感头成本低、制备相对简单，适合用于面向生物传感应用的低成本SPR检测平台。
英文摘要
This paper reports the fabrication and testing of two configurations of optical sensor systems based on Surface Plasmon Resonance (SPR) at the interface of a liquid sample and sandwiched structures realized starting from the exposed core of a Plastic Optical Fiber (POF). The proposed geometries have proven to be suitable for measuring the refractive indexes of liquids whose refractive index falls around 1.35. Furthermore, the proposed sensing head, being low cost and relatively easy to realize, may be very attractive for biosensor implementation.