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2024年6月29日发(作者：)
光纤SPR传感器的原理及应用
1. 引言
光纤表面等离子体共振（Surface Plasmon Resonance，SPR）传感器是一种基
于光纤技术和等离子体共振效应的传感器。它利用光纤作为传感器的基底，通过检
测光纤表面等离子体共振现象来实现对环境中物质浓度、温度、压力等参数的实时
监测。本文将介绍光纤SPR传感器的工作原理以及其在生物医学、环境监测等领
域的应用。
2. 光纤SPR传感器的原理
光纤SPR传感器的原理是基于光纤表面等离子体共振现象，当光纤的表面与特
定介质接触时，会发生表面等离子体共振现象。这种现象导致入射光发生衰减和反
射，从而形成一个特定的反射光谱。根据反射光谱的特征，可以推导出与光纤表面
接触介质的参数，如折射率、浓度等。
2.1 光纤SPR传感器的结构
光纤SPR传感器的结构包括光源、光纤、传感层、光谱仪和信号处理系统等组
成部分。其中，光纤作为传感器的基底，通过传感层与待测介质接触，产生SPR
效应。光源产生的光经过光纤传输到传感层，经过反射和衰减后，被光谱仪检测，
并由信号处理系统进行分析和处理。
2.2 光纤SPR原理的工作过程
光纤SPR传感器的工作过程主要包括以下步骤： - 光源发出光，通过光纤传输
到传感层。 - 光在传感层与待测介质接触后发生反射和衰减。 - 反射光经过光谱仪
检测，形成一个特定的反射光谱。 - 通过信号处理系统对反射光谱进行分析和处理，
得到待测介质的参数。
3. 光纤SPR传感器的应用
光纤SPR传感器在生物医学、环境监测等领域具有广泛的应用前景。
3.1 生物医学领域
光纤SPR传感器在生物医学领域的应用主要有以下几个方面： - 生物分子检测：
通过改变光纤传感层的化学组成，可以实现对生物分子的检测，如蛋白质、DNA
等。 - 药物筛选：利用光纤SPR传感器可以实时监测药物与靶标之间的相互作用，
用于药物筛选和药效评价。 - 医学诊断：光纤SPR传感器可以用于快速、敏感的
生物分子检测，为医学诊断提供便利。
3.2 环境监测领域
光纤SPR传感器在环境监测领域的应用主要包括以下几个方面： - 水质监测：
通过光纤SPR传感器可以实时监测水质中污染物的浓度，用于水质监测和环境保
护。 - 大气污染监测：利用光纤SPR传感器可以检测大气中各种污染物的浓度，
为大气污染监测提供数据支持。 - 土壤监测：光纤SPR传感器可以监测土壤中的
重金属离子、有机物等，对土壤污染进行实时监测。
4. 结论
光纤SPR传感器是一种基于光纤技术和等离子体共振效应的传感器，具有灵敏、
快速、无标记等优点。它在生物医学、环境监测等领域具有广泛的应用前景。随着
技术的不断发展，光纤SPR传感器在传感原理、传感结构、信号处理等方面仍有
待改进和优化，相信会在未来得到更广泛的应用和推广。
以上就是光纤SPR传感器的原理及应用的相关内容，希望对读者有所帮助。
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