光纤表面等离子体共振(SPR)传感器通常以纤芯为共振基底, 需要采用腐蚀、侧抛、研磨等复杂的加工工艺将光纤包层去除, 存在倏逝波不易泄露, 传感探针制作困难的问题。本文提出一种以光纤包层为SPR共振基底的阶跃折射率多模光纤包层SPR传感器。采用单模光纤与阶跃折射率多模光纤偏芯熔接结构, 将单模光纤纤芯中的光直接注入多模光纤包层, 并在阶跃折射率多模光纤包层外镀50 nm金膜。在探针传感段, 光场能量全部分布在阶跃折射率多模光纤包层中, 发生SPR效应充分。与传统光纤包层SPR传感结构相比, 该传感器能够获得更深的共振谷, 折射率测量范围为1.333~1.385 RIU时, 传感器的平均灵敏度可达2 307 nm/RIU, 本文亦对传感段多模光纤纤芯直径与长度不同参数的影响进行了探究。本文提出的阶跃折射率多模光纤包层SPR传感器制作简单, 有效解决了光纤包层与空气界面不易获得倏逝波的问题。

为实现对微小位移的精确测量,提高位移精度,提出了基于表面等离子体共振的微位移光纤传感器。利用渐变折射率多模光纤中光束的传播角度随入射光位置的变化而变化的特性,结合表面等离子体共振传感器的共振波长对共振角度变化具有很高灵敏度的特性,实现对微小位移的精确测量。为满足共振条件,将渐变折射率多模光纤研磨成具有合适角度的楔形,精确控制渐变折射率多模光纤的长度,并将光纤探针浸入到一定折射率的液体中。通过630 nm单模光纤将白光光源从渐变折射率多模光纤的端面耦合到光纤探针中,搭建位移平台,精确控制单模光纤和渐变折射率多模光纤的径向相对位置,通过光谱仪检测共振波长随相对位置的变化规律。实验结果表明:当光纤研磨角度为12°,且液体折射率为1.350时,该传感器具有高达10.32 nm·μm ^-1的灵敏度,位移分辨率高达1.9 nm。