基于倏逝波的光子晶体光纤THz

基于倏逝波的光子晶体光纤THz传感器张丽★光子晶体光纤简介★THz简介★倏逝波的传感原理★不同模型的倏逝波传感特点光子晶体光纤(PhotonicCrystalFiber,PCF)也被称为微结构光纤(Micro-structuredopticalFiber)或多孔光纤(HoleyFiber),是一种人工制作的二维光子晶体,也是目前被广泛研究的一种新型光纤光子晶体光纤通常由石英或聚合物和空气孔构成,在光纤的截面上空气孔成周期性排列,沿光纤的轴向不变,光纤的纤芯由缺失空气孔或引入一个不同形状的空气孔形成光子晶体光纤具有许多新颖独特的光传输特性1.超宽带单模传输2.色散高度灵活可调3.大模场面积4.高双折射效应5.高非线性THz波是指频率在0.1-10THz,对应波长在3mm-30um脚范围内的电磁波，其波段位于微波和红外光之间当光由折射率为n2的光密介质入射到折射率为n1的光疏介质的界面上时,当入射角度大于一定角度时就会发生全反射振幅沿垂直于界面的方向衰减，可以表示为：对于光纤的导模来说,光在纤芯和包层的界面处发生全反射,它的电磁场主要被集中在光纤的纤芯中并呈驻波形式,在纤芯外面的包层中,电场的增幅随距离纤芯的距离增大而减小,如果在倏逝场的区域存在吸收型介质,波导模在纤芯和包层的界面的反射系数就会小于1,导模就会发生衰减0exp(/)pEExd当前利用倏逝场传感的主要的方式有以下几种:一.基于倏逝场的吸收利用倏逝场在光疏介质中被吸收,导致了光纤纤芯导模的强度的改变,通过对光纤的光波进行分析就可以检测出物质的种类和浓度二.基于倏逝场激发的荧光标记型基于倏逝场激发的荧光型传感器是光学生物传感器的一种重要的传感器，它的原理是利用进入光疏介质中的倏逝场的能量激发标记于探针表面的荧光分子,然后对于所激发的荧光信号耦合并进行光学检测三.基于倏逝场激发的表面等离子体共振表面等离子共振(surfaceplasmaonresonance，SPR)是一种由光入射金属表面引起的量子光电现象，但是表面等离子不能由激光直接照射金属表面产生,可以利用两介电常数相反的界面处发生的全反射产生的倏逝波激发金属表面的自由电子产生表面等离子体，当倏逝波和等离子体的的频率和波失相等时,就会产生等离子体共振，入射光被吸收。•steering-wheelmicro-structuredopticalfiber(SW-MOF)•novelSW-MOF谢谢！