表面等离子体共振（SPR）光学传感器能实现生物医学的快速、 无标记、 高精度检测, 是生物化学分析的重要方法。 研制了基于波长调制型的Kretschmann结构表面等离子体共振（SPR）生物传感系统, 研究了在体溶液传感方式下的传感性能。 利用不同浓度的乙醇和乙二醇溶液进行体溶液传感测试。 实验结果表明, 在折射率低时共振波长对折射率变化响应的灵敏度低, 但响应的线性度高; 随着折射率增大, 共振波长对折射率的响应变化的灵敏度提高。 在1.407 0～1.430 RIU折射率范围内, 灵敏度高达11 487 nm·RIU-1。 传感器的共振波长的稳定性为0.213 8 nm, 可分辨最小折射率趋近10-6 RIU。 所研制的波长调制型表面等离子共振传感器操作简单、 灵敏度高、 检测范围大, 可实现浓度极低生物标记物的有效检测, 在化学、 生物传感领域有重要的应用。

表面等离子体共振传感是基于光学消逝波与金属表面等离子体波共振的一种高灵敏度、 快速、 无标记的测量方式。 光纤的表面等离子体共振传感具有在线测量、 体积小、 抗电磁干扰等优点。 为提高折射率传感灵敏度, 采用轮式侧边抛磨法抛磨掉多模光纤的全部包层和部分纤芯, 并采用溅射法在光纤抛磨区先镀高折射率的铬层然后镀金膜, 制作了侧边抛磨光纤表面等离子体共振传感器。 研究结果表明: 该传感器可实现液体折射率在1333～1431 RIU范围的测试, 平均光谱灵敏度为411×103 nm·RIU-1, 在1417～1431 RIU折射率范围内光谱灵敏度达109×104 nm·RIU-1, 折射率测量范围和光谱灵敏度均优于已报道的结果。 此外, 该传感器具有良好的稳定性与重复性实验测试, 最小分辨率约为36×10-5 RIU。 该传感器光谱灵敏度高、 检测范围大、 尺寸小及良好的稳定性与重复性等优点, 可被用于食品检测、 环境监测、 生物医学检测等相关领域。

用轮式侧边抛磨法制作侧边抛磨光纤，通过磁控溅射法溅射金膜制成侧边抛磨光纤表面等离子体共振(SPR)传感器，并通过理论和实验对传感器的折射率灵敏度以及温度特性做了深入研究。结果表明表面等离子体共振波长随待测样品折射率的增大向长波长方向漂移，平均折射率灵敏度为4.1×103 nm/RIU(RIU为单位折射率)，高于已报道的结果；共振波长随待测样品温度的升高向短波长方向漂移，平均温度灵敏度为0.36 nm/℃，故该光纤SPR传感器具有更强抗温度漂移能力和更高的高折射率灵敏度，其在生物化学传感领域有重要的应用。

为了优化基于侧边抛磨光纤器件的性能，采用在线抛磨和测量的方法，实验研究了抛磨区长度和抛磨区剩余包层厚度对侧边抛磨光纤折射率传感特性的影响.研究发现，侧边抛磨光纤对材料折射率的传感特性依据灵敏度可以分为三个区域：1)折射率在1.300～1.450范围内，传感特性的灵敏度很低,但线性度很好；2)折射率在1.450～1.500范围内，具有灵敏的传感特性，但在这个范围内线性度较差；3)折射率液大于1.500以后，可以同时获得较好的灵敏度、线性度和稳定性.比较抛磨区长度分别为10 mm和20 mm的侧边抛磨光纤，20 mm的抛磨区长度不会提高传感的灵敏度，却会增加器件的不稳定性.抛磨光纤剩余包层厚度对传感灵敏度和功率损耗有重要影响，可依据器件实际需要选择合适的剩余包层厚度.