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倏逝波传感技术-近场探测原理与应用.docx
资料介绍
光学传感器中的倏逝波传感技术：近场探测原理与应用
一、引言
倏逝波是光在波导或全反射界面处产生的沿界面传播的电磁波，其电场强度在垂直于界面的方向上呈指数衰减。倏逝波传感技术利用倏逝波与待测物质的相互作用，在波导表面附近实现高灵敏度的检测。倏逝波传感器的核心优势在于光场被限制在波导表面附近，对表面发生的分子结合事件极为敏感，可实现无标记、实时的检测。2026年，倏逝波传感技术在光纤传感器、集成光波导传感器和SPR传感器中广泛应用，检测灵敏度可达单分子级别。
二、倏逝波原理
当光在波导中传播时，在纤芯-包层界面发生全反射，产生的倏逝波穿透进入包层。倏逝波的穿透深度dp = λ/(2π√(n₁²sin²θ - n₂²))，通常在100-300 nm范围内。倏逝波的强度随距离呈指数衰减，在穿透深度处衰减至界面处的1/e。
倏逝波吸收利用待测物对倏逝波能量的吸收，通过检测吸收后的光强变化实现定量分析。倏逝波荧光利用倏逝波激发波导表面附近的荧光标记物，通过检测荧光信号实现高灵敏度检测。倏逝波散射利用待测物对倏逝波的散射，通过检测散射光信号实现检测。
三、倏逝波传感器结构
D型光纤倏逝波传感器通过侧面抛磨去除部分包层，使倏逝波直接暴露于待测环境，灵敏度高。锥形光纤倏逝波传感器通过拉锥使光纤直径减小至数微米，倏逝波比例大幅增加。槽型波导倏逝波传感器利用槽型波导将光场约束在纳米级槽缝中，显著增强倏逝波与待测物的相互作用。
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| 1215-倏逝波传感技术-近场探测原理与应用.docx | 37K |
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