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表面等离子体共振(SPR)传感器在检测各种物理、化学和生物参数时具有快速而准确的特点,在过去的几十年中被广泛应用,因此优化SPR传感器的性能有着重要意义。本文在添加虚设层的棱镜耦合型SPR传感器的基础上,在角度调制和波长调制下分别探究虚设层对SPR传感器性能的影响,并且得到了优化SPR传感器性能的方法。 本文从理论上探究了高阶虚设层的折射率和阶数对角度调制SPR传感器的性能的影响。结果表明:当虚设层的阶数增加时,SPR传感器的灵敏度和半峰宽都会随之减小;品质因子的变化规律与虚设层的折射率有关,如果虚设层的折射率大于1.76,SPR传感器的品质因子随虚设层阶数的增加而增加。由此可知,添加高折射率材料的高阶虚设层可以增强SPR传感器的品质因子。但品质因子不能随着虚设层的阶数的增加无限增加,而是会逐渐趋近于最大值。如:与添加一阶虚设层的SPR传感器相比,添加高阶二氧化钛(或砷化铝)虚设层的SPR传感器的品质因子提高了1.059％(或2.587％)。 本文从理论上探究了虚设层对波长调制SPR传感器性能的影响。结果表明:随着虚设层的阶数的增加,SPR传感器的灵敏度和半峰宽都会减小,然而,SPR传感器的品质因子几乎没有变化。通过该结论可知,在波长调制SPR传感器上添加高阶虚设层可在对传感器的品质因子影响不大的前提下减小传感器的半峰宽,提升传感器的分辨率。