一、用表面等离子波相位检测法测量液体折射率（论文文献综述）
冯晓艳[1]（2021）在《基于CCD的SPR型塑料光纤折射率检测系统设计》文中研究表明表面等离子体共振（SPR）是用于检测外部环境的变化的一种光学现象,在环境质量检测和生物医学研究等领域获得了广泛的应用。光纤SPR传感器由于规格小、精度高、响应速度快、抗电磁干扰能力强和对环境中折射率变化敏感,已经成为近年来研究的热点。因此,设计了一种D型塑料光纤SPR传感器来检测折射率的变化,同时设计并制作了传感器检测的相关电路,主要工作如下:首先分析了折射率检测系统的工作原理、基本性能以及光纤SPR效应,光学系统的设计选择基于平场全息凹面光栅的光路结构,使用ZEMAX软件确定所需的光学元件参数后,完成建模优化。利用磁控溅射法在抛磨好的D型光纤结构上涂覆50nm厚的金膜,创建D型光纤表面等离子体共振传感器来检测折射率变化。设计并构造以FPGA为核心驱动芯片和CCD为光电探测器的折射率检测系统。根据功能整个电路系统分为CCD驱动、AD转换、FPGA控制和USB通信等模块。选用响应波长范围是200nm-1100nm的线阵CCD探测器TCD1304DG进行光电转化,得到的信号通过AD7667转换为数字信号,利用“软”FIFO进行速率匹配,通过USB通信接口将电路板与上位机连接起来,完成数据的传输。其中FPGA用于完成各个模块的程序控制,而Labview设计的上位机用于进行完成数据的图像化显示。搭建好系统后,使用拟合法进行波长标定,完成“像元位置-波长”的一一对应,最后选用水和Na Cl溶液进行折射率检测。实验结果表明设计的测试系统在400-800nm范围内具有稳定的性能,可以准确测量波长变化,且光栅在660nm附近波长分辨率为2nm,符合设计要求。因此可以根据设计的D型塑料光纤SPR传感器的灵敏度1213nm/RIU,和设计搭建的测试系统对不同溶液的折射率进行检测。
韩建[2]（2020）在《注汽井蒸汽干度测试方法研究及传感器设计》文中提出随着我国常规石油储量和产量的持续下降,稠油的地位日益突出,因稠油粘度高,密度大给开采带来极大的困难。目前主要开采方法是稠油热采法,即向注汽井注入高温高压蒸汽,由于蒸汽中含有较高的热量,可使油层温度升高,降低稠油粘度,减少流层阻力,使稠油易于流动,然后利用常规方法加以开采。为了有效掌握油层的位置及油层的分布,明确各部分油层对注入蒸汽的吸收情况,提高采收率及节约能源,必须对注汽井蒸汽热效特性的关键参数蒸汽干度进行在线实时准确的测量。本文从水和水蒸汽的物性原理出发,考察了一定温度和压力条件下,水蒸气的介电常数和折射率与干度的对应关系,并利用该对应关系构建了相应的两种干度反演模型。首先设计了基于光子晶体光纤表面等离子体共振（PCF-SPR）的折射率传感结构,并对折射率测量灵敏度进行仿真分析,在理论上证实了该反演模型的可行性。其次对电容法干度测量模型进行误差分析,据此提出了多层筒式电容传感结构测量蒸汽干度的方案,并设计制作了电容法蒸汽干度传感器样机进行现场试验,实现了注汽井蒸汽干度的准确测量。从饱和蒸汽的物理属性出发,分析了蒸汽在不同温度和压力下的粘度、比容、介电常数、压缩系数等参数特性,以及注汽强度和速度对蒸汽干度的影响。重点研究了蒸汽干度与温度、压力、介电常数及折射率的内在联系,证实蒸汽的密度和介电常数随干度的精细变化规律,为折射率法和电容法蒸汽干度测量模型提供了理论支撑。构建了介电常数和干度测量理论模型,采用电容法分析了极板结构对测量精度的影响,提出了多层筒式电容结构。从待测介质的物理参数及分布特性出发,分析了该结构的测量误差,确立了模型的常量因子k,当温度误差为0.1℃,k=1/2时模型测量误差小于4%。同时,构建了折射率和干度测量理论模型,仿真计算了蒸汽干度与折射率的对应关系,并采用PCF-SPR技术测量折射率,设计了外围大通道Ag膜PCF-SPR传感结构,其折射率分辨率为1.538?10-5RIU。依据介电常数蒸汽干度反演模型,采用多层筒式电容传感结构,设计制作了注汽井井下蒸汽干度测量系统。综合考虑传感器的承压和密封工艺,采用四层筒式电容结构提高测试精度。对精密电容测试电路进行深入研究,对比分析了双谐波法、电容芯片直接测量法和三次频率法的优缺点,为保证系统稳定性和一致性采用频率三次测量法,有效滤除系统杂散电容和电磁干扰,并设计制作了检测和采集电路,编写了上位机软件对数据进行分析处理,经测试系统的电容测量精度达到0.01p F。对蒸汽干度测量系统进行室内实验和数据分析,对温度、压力、电容传感器进行标定,完成了传感器的校准。在辽河油田齐40-22-K36和锦99-杜H5等注汽井进行现场试验,经过数据处理后测得注汽井蒸汽干度大部分在0.55～0.65区间变化,与油田人工取样法测量结果基本一致,测试系统误差在5%以内,实现了注汽井蒸汽干度的在线测量。
陈俊尧[3]（2019）在《海水盐度光电检测装置的研制与现场实验研究》文中研究表明海洋是地球最大的水体,覆盖了地球超过百分之70的表面积,研究海洋,探索海洋是人类社会发展的重要课题。我国建设海洋强国,发展海洋经济,离不开海洋科技的创新与发展。海水作为海洋环境的最基本组成,是研究海洋的基础。海水盐度是海水这一复杂溶液的重要参数。研究海水盐度在各大海域的分布与变化是海洋测绘的重要课题,也是研究海洋中各种水文现象的基础。在最新的盐度标准TEOS-10推出后,光学方法测量盐度引起了广泛的研究热潮,研发相关的海水盐度现场测量装置展开现场测量研究更是其中的热点。目前,国内外的光学盐度测量方法主要以传统折射法的方式展开,虽然可以获得较高的精度与稳定性,但是无法克服其容易受到浑浊水体干扰的缺点。因此,在海洋学盐度分布研究的重点近岸海域,现有的光学盐度现场测量装置存在一定的应用难题,在河口区浑浊环境等特定的应用场景下无法实现对盐度参数的正确获取。因此,本文针对海洋现场盐度测量环境的特点,结合浑浊环境测量的要求,提出了基于光学临界角法对海水盐度进行现场测量研究,并完成了测量装置的研制与现场测量环境下具体实验问题的研究,为光学临界角法在海水盐度高精度现场测量领域的应用奠定基础。论文的主要研究内容有如下几个方面:（1）本论文首先在理论上对海水盐度与折射率测量之间的关系进行了分析与总结,得出了海水盐度与折射率、温度之间的对应关系。并对基于折射率测量的光学盐度测量方法进行了总结,归纳并总结了以上技术在海洋现场应用的优缺点。提出采用基于全内反射的临界角法对海水盐度进行测量,来弥补传统光学方法容易受到浑浊环境干扰的缺点。（2）针对光学方法在海洋现场测量应用上的具体情况,在发挥光学方法测量盐度的理论优势的基础上,设计了可以应用于海洋现场测量的临界角盐度计来完成真实海洋环境下的盐度现场测量。针对海水盐度折射率变化范围小的特点,对样机光学系统进行了相关的优化改进,增强系统有效光场的信号,提高测量系统的信噪比,以实现稳定现场测量的目的。（3）通过一系列的实验室实验,确定了样机对折射率的分辨率。然后从测量重复性和长时间测量稳定性方面对测量的结果进行了评估,确认装置在长时间海洋现场环境测量中是否能够保持稳定,充分验证了所设计临界角盐度计在测量上的可靠性。并通过机械偏移校正技术,防止临界角盐度计在长期使用过程中受机械偏移的干扰,产生明显的测量偏差。在此基础上,充分考虑海水盐度、温度与折射率之间的相互关系,分析了温度变化给测量系统带来的影响,通过完整的温度实验,得出了系统适用的温度补偿参数与相关公式,降低了温度对测量系统带来的误差。（4）针对海水浑浊对目前光学盐度测量方法造成干扰的问题,进行了进一步深入研究。通过使用福尔马肼浊度标准溶液,模拟海洋河口区域浑浊环境,分析了浑浊环境对折射法与临界角法测量光斑的影响,充分验证了临界角盐度测量方法在浑浊环境下测量较传统方法的优越性。在此基础上,创新性地提出对反射光斑图像进行处理的抗干扰算法,提高临界角法与测量装置在浑浊环境下测量的抗干扰能力。（5）使用所研制的临界角盐度计测量样机在实际海洋环境中进行了相关测量实验。在2016年夏季搭乘“东方红2号”海洋科考船参加了黄渤海海洋科考调查,使用临界角盐度计完成了黄海与渤海表面海水折射率参数的走航式测量,验证了测量装置在海洋环境下测量的可行性;2017年夏季,在提升了临界角盐度计测量精度与温度补偿的优化的情况下,搭乘“润江1号”科考船参加了长江口海洋现场科考调查,在海洋实验过程中,实现了临界角盐度计与电导率CTD的同步比测实验,并完成了昼夜潮汐盐度变化实验与剖面盐度测量实验,验证了临界角盐度计在多种海洋测量环境下的适用性。根据临界角盐度计与电导率CTD的同步比测结果,测量的相关系数达到0.994。实现了海水现场测量环境下使用临界角盐度计对海水盐度的有效测量。
杨琳[4]（2018）在《基于表面等离子体共振的光子晶体光纤设计及其传感性能研究》文中进行了进一步梳理基于光子晶体光纤的SPR传感器是近年来发展起来的新型传感器,具有尺寸小、低传播损耗等优异特性,突破了很多SPR技术在传统光纤中的应用限制,受到了广泛关注。本文利用COMSOL软件及有限元法设计并仿真三个PCF-SPR传感器,对影响传感性能的各项参数如金属材料尺寸、纤芯空气孔尺寸、待测液通道尺寸等分别研究。提出基于金纳米线的PCF-SPR新型传感结构,金纳米线沉积在待测液体与石英晶体相接处。该传感器实现1.27-1.36和1.23-1.29两个低折射率范围的传感。损耗谱分析表明,单根金纳米线与纤芯导模可发生强烈的共振耦合。振幅灵敏度与波长的变化关系明显,随波长增大先变大后减小,最大振幅灵敏度高达600 RIU-1。该传感器可避免在微孔内镀膜的工序,减小了制造难度,应用前景较好。设计一种双开口环形PCF-SPR传感结构,该结构内包含有两层空气孔,在石英纤芯的左侧和右侧分别设置开口环形的液体分析通道,通道内镀有金纳米层。当待测介质折射率从1.23变化到1.29时,共振波长处于2550nm-2900nm之间,其传感器的灵敏度高达13000nm/RIU,精度约为7.69×10-66 RIU;振幅灵敏度对待测介质折射率敏感,当待测介质折射率在1.25到1.28之间变化时,最大振幅灵敏度可在132 RIU-1和210 RIU-1之间变化。该结构开口环入口处尺寸可以根据需要过滤的分析物的分子大小来调整。提出一种圆形待测介质通道PCF-SPR传感器。利用损耗谱法进行分析,光谱灵敏度可达4875 nm/RIU,折射率精度约为2.5′10-5RIU。在该研究的基础上,加入石墨烯,置于金纳米层外侧,其灵敏度有明显提升,光谱灵敏度平均可达7500 nm/RIU,表明在PCF-SPR传感器中加入适当厚度的石墨烯可以提升传感器性能。
张孟策[5]（2017）在《基于光纤表面等离子体共振技术的传感器研究》文中指出光纤表面等离子体共振传感器是光纤传感技术与表面等离子体共振（Surface Plasmon Resonance,SPR）技术的联用,其既有SPR技术免标记、灵敏度高以及可实时在线检测等特点,又兼具抗电磁干扰能力强、远程测量和微型化等光纤传感技术的优势,应用潜力巨大。本文基于Kretschmann结构,采用麦克斯韦电磁波导与菲涅尔多层介质反射理论建立了基于四层介质的光纤SPR传感器理论模型,并通过使用MATLAB软件优化分析了金属膜材料与厚度、粘结层的厚度、入射角、纤芯直径以及传感区长度等结构参数。理论分析可得在1.333～1.336的折射率变化区间内,反射波P、S偏振分量的相位差与其呈近似线性的变化关系,随之得到了光纤SPR传感器的测量公式。通过使用双频He-Ne激光器作为光源,提出了一套采用共光路结构的外差干涉光纤SPR传感测量系统,其采用相位解调的信号处理方法,使传感器具有更高的测量分辨率。采用固定轮式抛磨方法对光纤包层进行处理,加工制作了纤芯直径分别为300μm和400μm两种规格的光纤SPR传感器,并在1.333～1.336的折射率区间内配比了不同浓度的甘油溶液、蔗糖溶液与氯化钠溶液,设计并完成了共6组标定实验,用以验证传感系统的测量可重复性。经过对实验数据进行对比分析可知,测量结果与理论分析一致,且与其他测量方法吻合度较好,二者的最大偏差小于1.3×10-4。本光纤SPR传感系统能够实现10-5量级的测量分辨率,可以应用于环境检测、食品安全、药物筛选以及临床医学等领域中。
兰国强[6]（2016）在《基于液体棱镜耦合方式的表面等离子体共振传感特性和应用研究》文中研究指明表面等离子体共振传感技术已经成为化学、生物和物理等领域一个非常重要的检测手段。基于振幅检测并使用Kretschmann-Raether棱镜激发结构的表面等离子体共振检测技术和装置被广泛研究,并已经商用化。最近,相位检测方法也有大量的报道。当表面等离子体共振发生的时候,激发光的相位角受到调制并发生剧烈的变化。利用相位角的变化比振幅变化剧烈这个特点,相位检测的灵敏度比振幅检测提高了1-3个数量级。表面等离子体共振传感技术的研究已经有几十年的历史,随着科学的发展和研究的深入,开发具有更高的灵敏度、更大的动态范围、更高的信噪比、结构简单、微型化、微量样品探测的表面等离子体共振传感系统一直是表面等离子体共振传感研究领域的始终追求。本文设计了一种基于液体棱镜耦合方式的表面等离子体共振传感装置,利用这种装置和电磁场理论开展了液体棱镜耦合的表面等离子体共振传感的特性研究、相位检测和角度检测共同检测的液体棱镜表面等离子体共振传感的特性研究、利用液体棱镜耦合的表面等离子共振传感技术进行液体色散测量的应用研究以及基于角度检测的液体棱镜耦合方式的Kretschmann结构表面等离子体共振传感器的特性研究,主要研究内容包括:设计了一种基于自适应探测光路的液体棱镜耦合的表面等离子体共振折射率传感装置。利用镀膜的玻璃基片作为传感芯片,利用一个切面为直角三角形的中空盒作为液体棱镜和样品的载体,同时将传感芯片放置在中空盒的直角面,并使传感芯片的玻璃面和液体接触、金属膜面和外界空气接触,这样就构成了液体棱镜的基本结构。得益于直角中空盒的采用,在中空盒转动的过程中,出射光并不改变方向,这使得光路探测很容易实现。由于液体棱镜和样品的统一,与固体棱镜装置相比,液体棱镜装置在结构上进行了简化。通过电磁理论和菲涅尔公式的分析表明,如果采用相同的待测样品,液体棱镜装置比固体棱镜装置具有更高的品质因数。提出了基于液体棱镜的相位和角度共同检测的表面等离子体共振折射率传感方法。这种方法依然采用液体棱镜和样品统一的液体棱镜结构。由于液体棱镜结构的自适应特点,保证了出射光的方向不变,使得相位检测方法很容易实施。利用液体棱镜结构具有更窄的半高全宽的表面等离子体共振曲线的特点,得到了变化率更大的相位角曲线。通过菲涅尔多层反射公式的分析可知,表面等离子体共振激发光的反射率和相位角都是入射角的函数,所以采用反射光强检测法和线偏振光干涉法可以同时得到p偏振光的反射率和p偏振与s偏振之间的相位差在不同入射角下的数值。利用液体棱镜耦合方式的相位和角度共同检测的方法同时得到了高灵敏度、大动态范围、高信噪比和简易相位提取算法的传感特性。此外我们还利用Michelson干涉仪的办法测量了固定入射角度情况下p偏振与s偏振之间的相位差,并采用多组数据正弦拟合求平均值的方法减小测量误差、提高测量精度。开展了基于液体棱镜表面等离子体共振传感技术进行液体色散测量的应用研究。采用液体棱镜和样品统一的结构,利用表面等离子体共振条件对液体棱镜的折射率、入射光的波长和入射角敏感的特点来进行液体色散的测量。系统采用准直的宽带光源作为激发光源,采用光谱仪探测反射光的光谱,分别利用金膜和银膜作为传感介质。实验中,采用水作为标准样品测量了金膜和银膜的介电常数的实部,利用上述数据和不同入射角下的波长检测方法测量了酒精、正己烷、二甲基硅油、二氯甲烷、二甘醇和甘油6种样品的色散曲线。上述样品的测量数据同阿贝折射仪在几种波长下的测量结果进行了比较,两者的误差在合理的范围内,证明了液体棱镜表面等离子体共振技术进行液体色散测量的应用是可行了。这种方法为高灵敏度、快速的液体色散测量提供了一种新的解决方案。分析了基于角度检测的液体棱镜耦合方式Kretschmann结构表面等离子体共振传感器的灵敏度和品质因数。在这种液体棱镜结构中,液体棱镜只发挥棱镜的耦合作用而不作为样品使用。利用液体棱镜结构的自适应特点,我们采用角度检测的方式来分析液体棱镜结构的表面等离子体共振特性。利用液体棱镜的折射率连续可调的特点,我们采用不同的液体作为棱镜对一组相同的样品进行实验研究,从中得到了较低的液体棱镜折射率可以获得更高的灵敏度和更高的品质因数的结论。同时,给出了采用水作为液体棱镜对空气进行检测的表面等离子体共振吸收曲线,结果表明水作为液体棱镜比大多数固体棱镜获得了更高的灵敏度和品质因数。这种液体棱镜耦合的Kretschmann结构表面等离子体共振传感器提供了一种高灵敏度和高品质因数的传感应用。
刘景海[7]（2016）在《基于表面等离子体共振技术的传感器研究》文中研究说明本文的主要工作是研究基于表面等离子共振技术（Surface Plasmon Resonance,SPR）的传感器,SPR传感器的主要原理是表面等离子波对界面处介质成分折射率的微小变化非常敏感,具有测量精度高、测量速度快、抗干扰能力强等优势,目前已广泛应用于在生物医学、机械、化学、环境监测等诸多领域。由于工业技术的快速发展和需求的不断提高,对于SPR传感器的要求也越来越高,本课题组的目标是对SPR传感器的性能进一步提高。制约SPR传感器发展的主要有理论研究、结构设计、实际应用等方面,本文从上述几个方面进行了研究分析。通过对理论分析说明了表面等离子波产生和激发表面等离子共振的条件,通过对比不同的激发方式不同信号调制技术,表明相位调制SPR传感器灵敏度最高,但是需要解决的问题也最多。然后通过软件对“棱镜层-金属膜层-被测介质层”的SPR传感器结构模型优化分析计算,确定本实验系统采用的结构和参数。最终设计了一种基于表面等离子体共振和相位检测的气体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。本文用该系统完成空气折射率的检测和二氧化碳气体折射率的检测,实验结果表明与相应标定公式表明,气体折射率的测量精度达到预期目标。同时设计并搭建了基于双频激光外差干涉光路的液体折射率测量系统,通过甘油溶液折射率测量实验表明其与理论分析结果一致,且与其他方法的结果吻合。所涉及测量系统的精度能够满足目前相应的领域,具有较好的实际应用价值。
魏勇[8]（2016）在《纤维集成SPR传感器研究》文中研究说明表面等离子体共振光学现象在分析生物材料和环境检测方面有着广泛的应用。SPR传感平台通常是基于Kretschmann结构的,由高导电金属（常见的是金或者银）薄层覆盖在棱镜表面组成。相比于空间棱镜结构的SPR传感设备需要流体处理系统给传感探头送样,光纤SPR传感探针具有小型化,可以直接浸泡在待测溶液中的优点。但光纤SPR传感器尚未商业化,存在灵敏度低、共振入射角度调节困难、实现多通道测量困难等问题。本论文利用将光路和光器件集成至单根光纤中,形成一系列新型、微型、特种光器件的纤维集成光学核心思想,开展多芯光纤SPR传感器探索,围绕单模光纤SPR提高灵敏度,利用研磨技术调节动态范围,多芯光纤SPR波分时分复用技术实现多通道测量等亟待解决的光纤SPR问题进行研究:1.制作多模光纤SPR探针,搭建光纤SPR实验测试系统。研究发现多模光纤中的入射光角度不易受控制,共振曲线相当于多个角度激发的共振曲线叠加而成,影响传感器的灵敏度和精度。进行了单模锥角结构SPR探针验证性实验,首次提出一种实用型单模光纤SPR传感器——单模光纤锥角结构SPR传感器,大幅提高光纤SPR传感器灵敏度。通过改变研磨角度调节SPR光源入射角,从而调节光纤SPR传感器的灵敏度与动态范围规律。在此基础上,提出双芯光纤端面反射式SPR传感探针,并将此传感器与微流芯片复合,实现对微流通道中流动液体折射率的实时监测。制作的光纤SPR传感器灵敏度达5213nm/RIU。2.光纤SPR波分复用技术研究。（1）透射式:提出基于偏芯光纤的分布式级联SPR传感器。两级研磨角度分别为9°和17°时,该系统在折射率1.333-1.385范围内,平均灵敏度分别达2826nm/RIU和4738nm/RIU。（2）反射式:提出双芯光纤锥形反射分布式SPR传感器。将锥尖两传感斜面研磨成不同的角度,形成反射分布式光纤SPR传感器。将其复合封装在针头中可方便的插入血管,进行活体在线监测。用弹性微流控材料PDMS制作了模拟血管及血管外组织的微流控器件,进行模拟测试。3.首次提出多芯光纤利用时分复用技术的多通道SPR传感器。（1）透射式光纤SPR时分复用技术:多芯光纤的每个纤芯作为一个传感区域,通过分别对每个纤芯的注光,实现每个纤芯对应传感区的独立多通道传感。（2）反射式光纤SPR时分复用技术:在七芯光纤端面通过光纤研磨技术将多芯光纤加工成对称的三对锥角结构,从而形成三通道反射式多通道SPR传感器。4.光纤SPR多通道混合技术研究。（1）首次提出并制作双芯光纤四通道SPR传感器,双芯光纤利用时分复用技术（并联）分成两路,然后在每路上利用波分复用技术（串联）实现双通道。（2）多芯光纤时分复用技术多通道光纤SPR传感器,在接收光纤上再制作一级传统透射式光纤SPR传感探针,将波分复用技术和时分复用技术结合后,可将多芯光纤的通道数量增加一倍。（3）深入研究膜厚对光纤SPR灵敏度及动态范围的影响,通过将单模光纤锥角结构SPR反射光注入125 μm阶跃折射率塑料包层光纤,并在塑料包层光纤上制作透射式光纤SPR传感器,实现光纤SPR分布式传感器,两级SPR传感器分别通过研磨角度和镀制膜厚改变即可连续调节SPR动态范围,克服了分布式光纤SPR传感器难于在有限波长检测范围内产生两个易于区分的共振谷的难题。综上所述,本课题提出实用的单模光纤SPR探针,有效提高了光纤SPR灵敏度;对光纤SPR波分复用与时分复用技术进行研究,首次提出多芯光纤实现SPR波分与时分复用方案并进行验证,推进光纤SPR多通道实用技术的发展;首次进行混合技术的光纤SPR多通道技术研究;利用PDMS制作微流芯片与多芯光纤SPR探针复合进行模拟血管测试。纤维集成SPR传感器可在单根光纤上集成多个SPR传感器,有效解决光纤SPR传感器灵敏度低、共振入射角度调节困难、实现多通道测量困难等问题。
马宇[9]（2015）在《新型SPR传感器设计》文中指出表面等离子体共振（Surface Plasmon Resonance,SPR）是光与金属表面电子相互作用引起的一种物理光学现象。基于此技术的传感器具有灵敏度高、检测速度快、样品消耗量少、生物样品无需标记、无损伤等优点。因此,表面等离子体共振传感器被广泛应用于表面检测、生化免疫分析、药物筛选和环境检测等领域。本论文设计并实现了以液体替代棱镜的SPR传感系统,并对多种液体进行实验检测,以此来进一步验证系统的可行性。具体工作包括四个方面:1.基于Kretschmann模型结构设计了一个无棱镜结构的SPR传感系统。理论和实验分析表明,使用液体来替代传统SPR结构中的固体棱镜是可行的。作为液体棱镜的液体同时也是待测样品,也就是将传统的SPR传感器结构中的棱镜和待测样品用一个液体棱镜来代替,同时利用液体的流动性的特点,简化传感器内部的光路。2.设计了光强探测器来探测角度调制中的光强信号。使用光电池接收光强信息、使用集成运算放大器进行信号放大,最后使用Arduino UNO将采集到的光强信号传入计算机。3.设计了该SPR传感器的控制系统。使用LabVIEW虚拟仪器编写了转台的控制及数据自动存储的程序。4.利用本论文搭建的液体棱镜SPR传感器进行实验测试。对不同液体基于SPR角度调制的原理进行测试并测得SPR响应曲线:对不同液体基于SPR波长与角度共同调制的原理测得液体折射率随共振波长的变化曲线,即色散曲线。
彭琪,张志伟[10]（2013）在《Na2CO3溶液及淀粉溶液的浓度与折射率关系的研究》文中研究表明根据洛伦磁电子理论、朗伯定律以及比尔定律,提出了溶液在一定浓度范围内其折射率与浓度的对应关系的理论模型.实验主要利用阿贝折射仪测量研究浓度与折射率关系,结合线性最小二乘法及图解法,建立回归方程,得到了Na2CO3溶液以及淀粉溶液的浓度与折射率关系的经验公式,估计了用阿贝折射仪测量两溶液的合适浓度范围.理论模型的实验结果与实际测量的结果误差都在5%以内,所得经验公式对生产和实验工作具有参考价值.
二、用表面等离子波相位检测法测量液体折射率（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、用表面等离子波相位检测法测量液体折射率（论文提纲范文）
（1）基于CCD的SPR型塑料光纤折射率检测系统设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 CCD的国内外研究现状 |
| 1.2.2 SPR传感技术的研究现状 |
| 1.2.3 折射率检测技术的研究现状 |
| 1.3 论文的主要工作 |
| 1.4 论文结构安排 |
| 2 测试系统工作原理 |
| 2.1 系统的工作原理及结构 |
| 2.2 CCD的基本原理及结构 |
| 2.2.1 CCD的工作原理 |
| 2.2.2 CCD的基本特性 |
| 2.3 光纤SPR传感理论 |
| 2.3.1 全反射与倏逝波 |
| 2.3.2 表面等离子体波 |
| 2.3.3 光纤SPR传感原理 |
| 2.3.4 光纤SPR传感器激发方式 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 光学系统设计与搭建 |
| 3.1 基于光纤SPR效应的光纤传感器设计 |
| 3.1.1 D型光纤传感原理 |
| 3.1.2 SPR效应的光纤结构制备 |
| 3.2 分光系统的结构设计 |
| 3.2.1 Czerny-Turner系统 |
| 3.2.2 基于平场全息凹面光栅的光学系统 |
| 3.3 平场全息凹面光栅的设计与仿真 |
| 3.4 光学系统的搭建 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 系统硬件设计及实现 |
| 4.1 硬件整体方案介绍 |
| 4.2 CCD驱动模块硬件设计 |
| 4.2.1 线阵CCD选型 |
| 4.2.2 CCD模块的电路设计 |
| 4.3 A/D转换模块硬件设计 |
| 4.3.1 AD芯片选型 |
| 4.3.2 AD转化模块的电路设计 |
| 4.4 FPGA控制模块硬件设计 |
| 4.4.1 控制模块芯片选型 |
| 4.4.2 FPGA外围电路设计 |
| 4.5 USB通信模块硬件设计 |
| 4.5.1 通信接口方案选择 |
| 4.5.2 USB通信电路设计 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 系统软件设计及实现 |
| 5.1 光电转化模块设计 |
| 5.2 AD转化模块设计 |
| 5.3 FIFO缓存模块设计 |
| 5.4 USB通信模块设计 |
| 5.5 上位机设计 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 系统样机的测试分析 |
| 6.1 测试系统平台搭建 |
| 6.2 数据分析处理 |
| 6.3 波长标定 |
| 6.4 折射率测量实验 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
（2）注汽井蒸汽干度测试方法研究及传感器设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 创新点摘要 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景及意义 |
| 1.2 蒸汽干度测量技术发展现状 |
| 1.2.1 蒸汽干度研究现状 |
| 1.2.2 蒸汽干度测量方法 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第二章 蒸汽特性分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 注汽井蒸汽注入参数及影响 |
| 2.2.1 注入蒸汽干度 |
| 2.2.2 注汽强度 |
| 2.2.3 注汽速度 |
| 2.3 蒸汽特性分析 |
| 2.3.1 蒸汽分类 |
| 2.3.2 水和蒸汽的关系模型 |
| 2.3.3 水和蒸汽的热力学参数分析 |
| 2.3.4 水和蒸汽的迁移参数分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 蒸汽干度测量模型设计 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 电容法干度测量理论模型 |
| 3.3 电容传感器测量原理 |
| 3.3.1 单层筒式电容传感器模型建立 |
| 3.3.2 多层筒式电容传感器模型建立 |
| 3.4 电容测量模型误差分析 |
| 3.5 光子晶体光纤表面等离子体共振测量模型 |
| 3.5.1 蒸汽折射率与干度的关系 |
| 3.5.2 表面等离子体共振激发原理 |
| 3.5.3 光子晶体光纤SPR折射率传感结构设计 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 注汽井蒸汽干度测量系统设计 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 系统总体方案设计 |
| 4.3 多层筒式电容传感器工艺研究 |
| 4.4 硬件系统设计 |
| 4.4.1 数据采集处理系统设计 |
| 4.4.2 温度信号采集 |
| 4.4.3 压力信号采集 |
| 4.5 电容信号采集 |
| 4.5.1 双斜波法 |
| 4.5.2 采用电容测量芯片 |
| 4.5.3 三次频率法 |
| 4.5.4 整体电路模块 |
| 4.6 PCB布线 |
| 4.7 系统软件设计 |
| 4.7.1 上位机软件系统构成 |
| 4.7.2 通信协议模块 |
| 4.7.3 上位机软件 |
| 4.8 系统性能测试 |
| 4.9 本章小结 |
| 第五章 注汽井干度测量试验研究与数据分析 |
| 5.1 注汽井测量蒸汽干度试验 |
| 5.2 室内试验及标定 |
| 5.3 注汽井试验 |
| 5.3.1 齐40-22-K36干度测量现场试验 |
| 5.3.2 锦99-杜H5干度测量现场试验 |
| 5.4 测量数据处理及分析 |
| 5.4.1 数据预处理 |
| 5.4.2 数据分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士期间发表论文及参加的科研 |
| 致谢 |
（3）海水盐度光电检测装置的研制与现场实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题背景 |
| 1.2 海水盐度测量的发展 |
| 1.3 光学盐度测量方法的优势 |
| 1.4 本论文的主要内容 |
| 2 基于折射率测量的海水盐度测量方法研究 |
| 2.1 海水盐度与折射率基本关系 |
| 2.2 常见的海水盐度测量的光学方法 |
| 2.3 海水盐度与折射率反演算法研究 |
| 2.4 基于光学临界角法的折射率测量技术 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 临界角盐度计研制与优化 |
| 3.1 临界角盐度计设计指标 |
| 3.2 临界角盐度计光学结构设计 |
| 3.3 临界角盐度计电路系统结构 |
| 3.4 临界角盐度计图像处理方法 |
| 3.5 临界角盐度计机械外壳与水密结构设计 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 临界角盐度计系统实验研究 |
| 4.1 临界角盐度计系统标定原理与实验 |
| 4.2 临界角盐度计测量可靠性实验 |
| 4.3 机械位置偏移校正技术研究 |
| 4.4 临界角盐度计温度影响与校正 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 海水浑浊环境对盐度测量干扰及抗干扰算法研究 |
| 5.1 海水浑浊环境颗粒组成及散射类型 |
| 5.2 浊度的基本概念与实验样品制备 |
| 5.3 浑浊溶液对光学方法测量的影响 |
| 5.4 浑浊环境对临界角法盐度计测量影响分析 |
| 5.5 抗干扰方法研究及效果分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 海洋环境海水盐度测量现场实验 |
| 6.1 海水盐度测量现场装置与测量环境 |
| 6.2 黄渤海海水盐度变化趋势现场测量 |
| 6.3 长江口海水盐度现场比测实验研究 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 创新点总结 |
| 7.3 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录1 攻读博士学位期间发表论文目录 |
（4）基于表面等离子体共振的光子晶体光纤设计及其传感性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 创新点摘要 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景及意义 |
| 1.2 表面等离子体共振传感技术研究现状 |
| 1.2.1 表面等离子体共振传感器 |
| 1.2.2 SPR信号检测 |
| 1.3 本论文的主要研究内容 |
| 第二章 PCF-SPR传感技术的理论与方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 SPR激发原理及传感原理 |
| 2.3 光子晶体光纤 |
| 2.3.1 光子晶体光纤的特性 |
| 2.3.2 光子晶体光纤的波动方程 |
| 2.4 PCF-SPR传感器 |
| 2.4.1 PCF-SPR传感原理 |
| 2.4.2 PCF-SPR光谱分析法 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 低折射率PCF-SPR传感器的设计与特性 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 基于金纳米线的PCF-SPR传感模型 |
| 3.2.1 传感模型的构建 |
| 3.2.2 结构参数对传感性能的影响 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 双开口环PCF-SPR传感器的设计与特性 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 双开口环PCF-SPR传感器 |
| 4.2.1 传感模型的建模 |
| 4.2.2 结构参数对传感损耗谱的影响 |
| 4.2.3 传感灵敏度 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 圆形待测介质通道PCF-SPR传感器的设计 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 圆形待测介质通道传感器模型的构建 |
| 5.3 结构参数对传感特性的影响 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 发表文章目录 |
| 致谢 |
（5）基于光纤表面等离子体共振技术的传感器研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 光纤传感技术简介 |
| 1.2 光纤SPR传感技术介绍 |
| 1.2.1 光纤SPR技术发展历程 |
| 1.2.2 光纤SPR技术应用领域 |
| 1.2.3 光纤SPR技术的发展趋势 |
| 1.3 论文研究目的与意义 |
| 1.4 论文结构与研究内容 |
| 第2章 光纤SPR基本原理分析 |
| 2.1 SPR基本原理 |
| 2.1.1 等离子体 |
| 2.1.2 表面等离子体波 |
| 2.1.3 隐失波和衰减全反射 |
| 2.1.4 SPR激发条件 |
| 2.2 光纤SPR结构模型 |
| 2.2.1 光纤的基本结构 |
| 2.2.2 光纤SPR传感器光线传播模型 |
| 2.2.3 光纤SPR传感器基本结构 |
| 2.3 光纤SPR传感器信号调制方法 |
| 2.3.1 波长调制 |
| 2.3.2 强度调制 |
| 2.3.3 相位调制 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 理论建模与仿真优化 |
| 3.1 电磁波本征解 |
| 3.2 五层介质SPR传感理论建模 |
| 3.3 光纤SPR传感器理论模型 |
| 3.4 光纤SPR传感器参数仿真优化 |
| 3.4.1 金属膜材料优化分析 |
| 3.4.2 金属膜厚度优化分析 |
| 3.4.3 入射角分析 |
| 3.4.4 粘结层厚度分析 |
| 3.4.5 纤芯直径、传感区长度分析 |
| 3.5 折射率测量公式 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 传感系统的设计与实验研究 |
| 4.1 传感光路设计 |
| 4.2 光纤SPR传感器的制作 |
| 4.3 传感系统中的仪器选择 |
| 4.3.1 激光器 |
| 4.3.2 相位数据采集卡 |
| 4.3.3 示波器 |
| 4.4 300μm光纤SPR传感器的实验标定 |
| 4.4.1 甘油溶液实验标定与分析 |
| 4.4.2 蔗糖溶液实验标定与分析 |
| 4.4.3 氯化钠溶液实验标定与分析 |
| 4.5 400μm光纤SPR传感器的实验标定 |
| 4.5.1 甘油溶液实验标定与分析 |
| 4.5.2 蔗糖溶液实验标定与分析 |
| 4.5.3 氯化钠溶液实验标定与分析 |
| 4.6 棱镜SPR传感器对比分析 |
| 4.7 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表论文与研究成果清单 |
| 致谢 |
（6）基于液体棱镜耦合方式的表面等离子体共振传感特性和应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景 |
| 1.2 SPR的激发方式及其研究现状 |
| 1.3 SPR的检测方式及其研究现状 |
| 1.4 本文研究的目的和意义 |
| 1.5 本文的主要研究内容 |
| 第2章 基于液体棱镜耦合方式的SPR折射率传感的可行性分析和实验装置 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 灵敏度、半高全宽和品质因数的定义 |
| 2.3 液体棱镜耦合的SPR传感装置的理论模型和可行性分析 |
| 2.4 液体棱镜耦合的SPR折射率传感的实验装置 |
| 2.5 实验结果与讨论 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 液体棱镜耦合方式的相位检测SPR折射率传感的特性研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 相位和角度共同检测的液体棱镜SPR折射率传感特性 |
| 3.2.1 相位和角度共同检测的原理 |
| 3.2.2 相位和角度共同检测的液体棱镜SPR折射率传感的实验装置 |
| 3.2.3 相位和角度共同检测的实验数据分析 |
| 3.2.4 相位和角度共同检测的误差分析 |
| 3.3 Michelson干涉仪的相位检测液体棱镜SPR折射率传感特性 |
| 3.3.1 Michelson干涉仪提取偏振光相位角的原理 |
| 3.3.2 Michelson干涉仪检测相位的实验装置 |
| 3.3.3 实验结果 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 基于液体棱镜耦合方式的SPR传感技术进行液体色散测量的应用研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 不同入射角下波长检测SPR传感的原理 |
| 4.3 液体色散测量的实验装置 |
| 4.4 液体色散测量的实验结果 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 角度检测液体棱镜耦合方式的Kretschmann结构SPR折射率传感器 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 角度检测液体棱镜Kretschmann结构SPR传感器的特性分析 |
| 5.3 液体棱镜耦合的Kretschmann结构SPR传感器的实验装置 |
| 5.4 实验结果 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其他成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（7）基于表面等离子体共振技术的传感器研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究的目的和意义 |
| 1.2 传感器简介 |
| 1.3 激光干涉测量技术简介 |
| 1.4 SPR传感技术简介 |
| 1.5 SPR传感器技术的应用领域与发展现状 |
| 1.5.1 SPR传感器技术在生物医学领域的应用现状 |
| 1.5.2 SPR传感器技术在机械领域的应用现状 |
| 1.6 SPR技术发展历程及发展趋势 |
| 1.7 论文的主要内容 |
| 第2章 SPR技术的基本理论分析 |
| 2.1 SPR基本原理 |
| 2.1.1 光的色散 |
| 2.1.2 光激发SPR原理 |
| 2.2 常见SPR激发结构 |
| 2.2.1 棱镜型SPR传感器 |
| 2.2.2 光纤型SPR传感器 |
| 2.2.3 波导型SPR传感器 |
| 2.2.4 光栅型SPR传感器 |
| 2.3 SPR的信号检测方法 |
| 2.3.1 角度调制型 |
| 2.3.2 波长调制型 |
| 2.3.3 强度调制型 |
| 2.3.4 相位调制型 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 建模与优化分析 |
| 3.1 传感器理论模型 |
| 3.2 光源的优化选择 |
| 3.3 棱镜材料优化选择 |
| 3.4 金属膜材料与厚度优化选择 |
| 3.4.1 不同金属材料分析 |
| 3.4.2 金属膜厚度优化 |
| 3.5 共振角分析 |
| 3.6 本论文使用传感器结构分析 |
| 3.7 相位响应度 |
| 3.8 本章小结 |
| 第4章 SPR传感器的实验研究 |
| 4.1 实验系统搭建 |
| 4.1.1 真空系统的设计 |
| 4.1.2 光路系统设计 |
| 4.2 空气折射率测量 |
| 4.2.1 实验过程 |
| 4.2.2 标定公式 |
| 4.2.3 实验数据与精度分析 |
| 4.3 二氧化碳气体折射率测量 |
| 4.3.1 实验过程 |
| 4.3.2 理论标定公式 |
| 4.3.3 实验数据与精度分析 |
| 4.4 液体折射率测量实验 |
| 4.4.1 实验准备 |
| 4.4.2 实验光路系统 |
| 4.4.3 系统误差 |
| 4.4.4 实验数据与精度分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 结论与展望 |
| 5.1 研究工作总结 |
| 5.2 本论文创新点 |
| 5.3 研究工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表论文与研究成果清单 |
| 致谢 |
（8）纤维集成SPR传感器研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 SPR传感器概述 |
| 1.1.1 引言 |
| 1.1.2 SPR传感器发展历程 |
| 1.1.3 光纤SPR传感器进展与分类 |
| 1.2 SPR传感器研究现状 |
| 1.2.1 SPR传感器国外研究现状 |
| 1.2.2 SPR传感器国内研究现状 |
| 1.2.3 SPR传感器多通道技术研究现状 |
| 1.3 本文的研究内容 |
| 第2章 SPR传感器仿真与参数优化 |
| 2.1 光波的基本性质 |
| 2.1.1 光波的传播 |
| 2.1.2 光波的偏振态 |
| 2.1.3 光波的反射和折射 |
| 2.2 SPR传感理论基础 |
| 2.2.1 消逝波 |
| 2.2.2 金属复数折射率 |
| 2.2.3 金属中的等离子体振荡 |
| 2.3 SPR产生条件与仿真 |
| 2.3.1 SPR产生条件 |
| 2.3.2 SPR仿真 |
| 2.4 镀膜研究与膜厚优化 |
| 2.4.1 等离子溅射仪成膜质量研究 |
| 2.4.2 改进空间SPR系统与膜厚优化 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 光纤SPR灵敏度与动态范围调节技术研究 |
| 3.1 多模光纤SPR探针性能研究 |
| 3.1.1 传统SPR传感探针制备 |
| 3.1.2 实验装置搭建 |
| 3.1.3 实验结果与数据处理方法 |
| 3.1.4 多模光纤SPR探针灵敏度提升研究 |
| 3.2 单模光纤锥角结构SPR探针验证实验 |
| 3.2.1 探针制备 |
| 3.2.2 探针仿真计算 |
| 3.2.3 实验测试 |
| 3.3 基于错芯焊接技术的单模锥角结构SPR探针研究 |
| 3.3.1 探针结构与原理 |
| 3.3.2 实验与结果 |
| 3.3.3 讨论 |
| 3.4 反射式双芯光纤SPR探针研究 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 光纤SPR波分复用技术研究 |
| 4.1 基于偏芯光纤的分布式多通道SPR传感器(透射式) |
| 4.1.1 探针结构与制造 |
| 4.1.2 分布式探针实验结果 |
| 4.1.3 讨论 |
| 4.1.4 结论 |
| 4.2 多芯光纤反射分布式多通道SPR传感器研究(反射式) |
| 4.2.1 原理与双芯光纤DT探针研究 |
| 4.2.2 锥形反射分布式探针研究 |
| 4.2.3 结论 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 光纤SPR时分复用技术研究 |
| 5.1 透射式多芯光纤SPR时分复用技术研究 |
| 5.1.1 多芯光纤SPR时分复用优势 |
| 5.1.2 双芯光纤双通道SPR时分复用实验 |
| 5.1.3 四芯光纤四通道SPR时分复用实验 |
| 5.2 反射式七芯光纤SPR时分复用技术研究 |
| 5.2.1 多芯光纤反射式时分复用技术多通道SPR探针优势 |
| 5.2.2 探针结构与制作 |
| 5.2.3 仿真与光路切换方式 |
| 5.2.4 实验与讨论 |
| 5.2.5 结论 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 光纤SPR混合技术多通道应用研究 |
| 6.1 多芯光纤波分复用与时分复用结合技术研究 |
| 6.1.1 SPR时分波分复用结合技术 |
| 6.1.2 探针结构与制作 |
| 6.1.3 实验与结果 |
| 6.1.4 讨论与结论 |
| 6.2 时分复用与传统结构结合技术研究 |
| 6.3 简单的两级动态范围连续可调多通道技术研究 |
| 6.3.1 光纤分布式SPR难点与解决方案 |
| 6.3.2 金膜厚度、研磨角动态范围影响研究 |
| 6.3.3 分布式探针结构与制作 |
| 6.3.4 实验结果与结论 |
| 6.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
| 致谢 |
（9）新型SPR传感器设计（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 表面等离子体共振技术概述 |
| 1.1.1 表面等离子体共振传感技术的研究历程与现状 |
| 1.2 表面等离子体共振传感器常见类型 |
| 1.2.1 棱镜表面等离子体共振传感器 |
| 1.2.2 光纤耦合结构 |
| 1.2.3 光栅激励结构 |
| 1.2.4 光波导激励结构 |
| 1.3 表面等离子体共振传感器的特点 |
| 1.4 本文的研究意义和主要内容 |
| 第2章 表面等离子体共振基本原理 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 光波的基本理论 |
| 2.2.1 电磁基本方程 |
| 2.2.2 光在金属表面的反射和折射 |
| 2.3 表面等离子体共振原理 |
| 2.3.1 金属表面等离子体 |
| 2.3.2 表面等离子体共振条件 |
| 2.4 Kretschmann-Raether模型中表面等离子体共振激发过程 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 液体棱镜表面等离子体共振传感系统模型设计及理论支持 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 液体棱镜表面等离子体共振传感系统基本结构 |
| 3.2.1 液体棱镜表面等离子体共振传感器结构设计 |
| 3.2.2 液体棱镜内部光路 |
| 3.3 液体棱镜表面等离子体共振传感系统各部分零件设计 |
| 3.3.1 液体槽的设计 |
| 3.3.2 气体腔的设计 |
| 3.3.3 连接器的设计 |
| 3.4 表面等离子体共振传感器的装配 |
| 3.4.1 笼式多轴光学结构介绍 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 液体棱镜表面等离子体共振传感器的探测及控制系统设计 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 液体棱镜表面等离子体共振传感器角度调制系统中探测器的设计 |
| 4.2.1 光探测器的选择 |
| 4.2.2 光电池的伏安特性 |
| 4.3 液体棱镜表面等离子体共振传感器中信号处理部分设计 |
| 4.3.1 集成运算放大器的选择 |
| 4.3.2 数据采集部分 |
| 4.4 基于虚拟仪器的液体棱镜SPR传感器角度调制控制系统设计 |
| 4.4.1 液体棱镜表面等离子体共振传感器角度调制控制程序设计 |
| 4.5 偏振片偏振方向确定的新方法 |
| 4.5.1 偏振片偏振方向确定的常规方法 |
| 4.5.2 Polarization axis finder介绍 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 基于液体棱镜表面等离子体共振传感器的测试及液体折射率测量 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 基于液体棱镜表面等离子体共振传感器的角度调制系统 |
| 5.2.1 角度调制系统的搭建 |
| 5.2.2 基于液体棱镜SPR角度调制系统的实验分析 |
| 5.3 液体棱镜表面等离子体共振传感器的波长角度共同调制实验系统 |
| 5.3.1 系统中器件的选择 |
| 5.3.2 基于液体棱镜SPR传感器的液体折射率的测量 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文 |
| 攻读硕士学位期间获得的知识产权 |
| 攻读硕士学位期间取得的科研成果 |
| 攻读硕士学位期间参加的科研项目 |
| 致谢 |
（10）Na2CO3溶液及淀粉溶液的浓度与折射率关系的研究（论文提纲范文）
| 1 溶液浓度与折射率的拟合关系 |
| 2 仪器与方法 |
| 2.1 实验仪器 |
| 2.2 Na2CO3溶液和淀粉溶液的配置与测量 |
| 3 实验结果分析 |
| 3.1 溶液折射率与浓度的关系 |
| 3.2 试验的准确度验证 |
| 3.3 Na2CO3及淀粉溶液测量及精确度的分析 |
| 4 结论 |
四、用表面等离子波相位检测法测量液体折射率（论文参考文献）
- [1]基于CCD的SPR型塑料光纤折射率检测系统设计[D]. 冯晓艳. 中北大学, 2021(09)
- [2]注汽井蒸汽干度测试方法研究及传感器设计[D]. 韩建. 东北石油大学, 2020(03)
- [3]海水盐度光电检测装置的研制与现场实验研究[D]. 陈俊尧. 华中科技大学, 2019(03)
- [4]基于表面等离子体共振的光子晶体光纤设计及其传感性能研究[D]. 杨琳. 东北石油大学, 2018(01)
- [5]基于光纤表面等离子体共振技术的传感器研究[D]. 张孟策. 北京理工大学, 2017(07)
- [6]基于液体棱镜耦合方式的表面等离子体共振传感特性和应用研究[D]. 兰国强. 哈尔滨工业大学, 2016(02)
- [7]基于表面等离子体共振技术的传感器研究[D]. 刘景海. 北京理工大学, 2016(11)
- [8]纤维集成SPR传感器研究[D]. 魏勇. 哈尔滨工程大学, 2016(12)
- [9]新型SPR传感器设计[D]. 马宇. 黑龙江大学, 2015(06)
- [10]Na2CO3溶液及淀粉溶液的浓度与折射率关系的研究[J]. 彭琪,张志伟. 中北大学学报(自然科学版), 2013(03)