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基于表面等离子体共振的传感技术具有灵敏度高、抗干扰性强、可实时、无损伤检测等优点，在生物医学、环境检测以及食品安全等方面具有广泛的应用前景。本文对基于金属纳米结构的SPR传感器进行深入研究，探讨共振增强效应和金属纳米粒子阵列结构的关系，并将所设计的金属纳米结构运用于SPR传感器中，研究了其检测灵敏度和分辨率。本文采用时域有限差分法(FDTD)，结合表面等离子体光学原理及电磁场相关理论，对银周期性纳米粒子阵列结构的场增强特性和SPR效应进行了研究。首先对球形、柱形和矩形纳米粒子阵列结构的共振增强特性，以及其对衬底的吸收增强作用进行研究。详细讨论了金属纳米结构的尺寸、形状以及阵列周期对共振增强特性的影响，并以此为基础，设计了一种具有更强SPR效应的菱形银纳米粒子阵列结构。该阵列结构具有更强的共振增强效应，对衬底的吸收增强作用也更强，最大吸收增强因子达到1.51，最大吸收增强比达到8.2。基于上述研究，对基于菱形银纳米粒子阵列结构的SPR传感器在折射率检测方面的应用进行了探讨。在研究的折射率范围内(n=1~1.5)，共振波长和光强反射率均随折射率改变呈近似线性的变化。通过分析金属纳米结构的形状、衬底以及光源入射角度对传感器检测灵敏度的影响，并进一步优化可得传感器的最大检测灵敏度为837nm/RIU，检测分辨率接近10-3RIU，光强反射率的检测灵敏度为0.93AU/RIU。将传感器用于对多种不同类型溶液检测时，均能够取得较为理想的效果。最后对所设计的基于菱形纳米粒子阵列结构的SPR传感器检测系统进行了介绍。本文的研究对于更高灵敏度的SPR传感器的设计，以及SPR传感器在人体器官组织检测、食品安全以及环境保护监测等方面的应用都具有较为重要的参考价值和研究意义。