北京理工大学机械与车辆学院， 先进加工技术国防重点学科实验室， 北京 100081
设计了一种基于表面等离子体共振和相位检测的空气折射率实时测量系统，该系统采用双频激光外差干涉光路和具有角漂移自适应结构的表面等离子体共振传感器。理论分析表明测量光信号的p、s分量的相位差相对于参考光信号的变化与空气折射率近似呈线性关系，并由此得到测量公式，传感器的自适应结构将角漂移引起的误差降低了一个数量级并大幅提高了测量灵敏度。与Edlen公式的测量比对实验结果表明，在44.0°入射角(共振角附近)和0.1°的相位测量精度下，空气折射率的测量精度优于5×10-6。该测量系统还可为更高精度的空气折射率测量仪提供足够精确的初值。
测量 空气折射率 表面等离子体共振 角漂移自适应结构 相位测量 干涉测量
北京理工大学机械与车辆学院先进加工技术国防重点学科实验室, 北京 100081
提出了一种可抑制角漂移的表面等离子体传感器结构，并结合相位测量设计了相应的气体折射率测量系统。分析表明激光入射角、金膜厚度以及反射光p、s分量的相位差与气体折射率之间的固有非线性是影响相位响应度与折射率测量精度的主要因素。计算表明所提出的自适应结构将角漂移引起的误差降低了一个数量级并很大程度提高了测量灵敏度。同时分析设计了金膜厚度参数，并评估了反射光p、s分量的相位差与气体折射率之间固有非线性带来的误差。应用于空气折射率的测量比对实验显示其测量精度达到了10-6量级。
测量 气体折射率 表面等离子体共振 角漂移自适应结构 相位测量 光学学报
2012, 32(12): 1212003
