1. 研究目的与意义及国内外研究现状

研究目的：本论文的研究主题是基于表面等离子体共振的高灵敏度传感器，主要是通过对表面等离子体共振物理原理的研究与应用，在fdtd和rcwa两种算法的基础上，建立棱镜-金属-介质的模型，最终得出待测介质折射率变化与灵敏度反应的关系。

研究意义：spr传感器具有的高灵敏度特性，对待测物折射率的变化感性异常敏感，发展前景潜力巨大。在以后的研究课题spr的灵敏度和稳定性,依旧是研究热点，除此之外，它在其他方面也有着明显优势。概括的来说, spr 型传感器的发展趋势为:

(1)微型化:在敏感元件上集成更多的器件,这一趋势得到微机械工艺的有力支持^[23]。

2. 研究的基本内容

本文首先阐述了表面等离子和表面等离子共振的物理意义，在科学界，医学界，食品安全及化学物质等方面的广泛应用。表面等离子共振技术自身所具备的优势，使得它具有非常重要的应用前景。表面等离子体共振具有独特的光学特性,在一定的金属薄膜厚度条件下,对某折射率范围内的介质折射率变化反应敏感，利用该结构对外层介质折射率敏感的特性，可以制成表面等离子共振传感器。本文也详细介绍了表面等离子共振传感器的结构原理，优点以及未来的发展趋势和重要意义。通过对FDTD和RCWA两种算法的详细剖析以及金属-电介质结构分析，构造了三棱镜-金-水简易的理论模型，来计算表面等离子共振传感器的灵敏度。根据实验结果，当水容易浓度发生改变时，相应折射率变化对等离子体共振传感器灵敏度产生比较明显的影响，随后分析了引起数值变化的原因及变化规律。

3. 实施方案、进度安排及预期效果

本课题实行方案：

本课题拟采用的总体研究方法：模型研究和理论研究相结合的方式。首先研究表面等离子体的物理意义及利用其制备的传感器的特性；然后基于fdtd和rcwa算法的基础之上，建立了棱镜-金属-介质模型，研究其物理感应原理；最后通过实验得出介质折射率与传感器灵敏度的关系。本课题研究进度：

2016年2月-3月：查阅表面等离子体共振资料，已经利用其制备传感器的物理原理及查阅相关的文献，做好相关研究进展评述的准备工作。

4. 参考文献

[1] 曹生现. 一种具有激光光源的高灵敏光电传感器的设计[j]. 传感器与微系统；2007年第26卷第二期.

[2] 段振广. 1999 年激光器市场回顾与2000年展望[j]. 激光集锦, 2000, 10(1):1-5.

[3] 张育川. 1999 年我国激光产业评论[j]. 激光集锦, 1999, 9(3):1-4.