研究人員將傳感器的檢測精度提高100倍

表麵等離子體共振（SPR）傳感技術是一項基於表麵靈敏度分析的新興檢測技術，可有效感應不同折射率的媒質，且其操作方便，靈敏度高，廣泛應用於生物、化學等領域。例如，借助此項技術，隻需使用患者的一滴血液，就能檢測出疾病的生物標記，為癌症和傳染病等提供早期診斷。

光纖SPR傳感器具有結構簡單和低損耗的特點，因此受到廣泛關注。常見的空芯光纖SPR傳感器采用波長檢測方式，通過檢測共振波長來測量折射率。由於傳輸光譜中SPR 共振峰寬度較寬，傳感器的靈敏度雖然較高，但分辨率一般。隨著科技的進步，人們對檢測分辨率有更高的要求，如何進一步提升傳感器的檢測精度成為需要解決的問題。

近日，複旦大學朱曉鬆博士課題組提出采用光強檢測SPR傳感方式（如圖1），利用單色光的入射並檢測傳感器的輸出光強與折射率的關係，在靈敏度與波長檢測型傳感器相當的條件下，檢測精度和分辨率提升了2個數量級。具體研究成果發表在光學學報第六期。

圖1 空芯光纖SPR傳感器結構圖（基管材料是石英玻璃，所鍍金屬膜材料為銀，內部空腔為高折射率待檢測液體的流動空間）

實驗中搭建的實驗裝置如圖2所示，上半部分虛線框內為測量SPR傳輸光譜的實驗係統，采用寬譜光源鹵鎢燈和光譜儀，應用於波長檢測型的SPR傳感實驗。鹵鎢燈發出的寬譜光通過多模光纖耦合進入空芯光纖SPR傳感器中，再通過多模光纖跳線導入光譜儀中(iHR550,Horiba)，從而得到傳輸光譜。待測液體在蠕動泵的作用下通過兩個專門製作的液路光路耦合接口器件泵入和泵出空芯光纖，待測液體為在400~800nm波段透明的不同濃度的甲基苯基矽油與煤油的混合溶液。