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表面等离极化激元（Surface Plasmon Polariton,SPP）和局域表面等离激元（Localized Surface Plasmon,LSP）是一种由金属表面的自由电子与外界光子相互作用形成的表面电磁振荡模式。它在提高检测灵敏度、表面增强拉曼散射、生物化学传感等领域有着广泛的应用前景。本论文主要研究SPP和LSP之间的耦合效应来增强局域电磁场强度,提高光纤传感器的检测灵敏度、降低检测限。论文主要包括以下内容:（1）论述了目前光纤SPR生物传感技术的研究现状,并对等离激元耦合效应及免疫球蛋白的检测在生物医学领域的研究现状进行了分析。针对目前光纤传感器在检测小分子和更低浓度样品方面的局限性,提出利用SPP/LSP耦合效应来增强光纤传感器的检测性能。（2）通过镜像场理论及偶极子电场分布模型研究了 SPP/LSP和LSP/LSP之间的等离激元耦合效应。从电磁场角度深入探究了耦合效应所引起的局域电磁场增强。对等离激元耦合效应产生的原因及灵敏度增强效果进行了理论分析。（3）基于金膜和金纳米球之间的耦合效应,提出并制作了一种基于金膜和金纳米球修饰的光子晶体光纤传感器。利用有限元分析软件COMSOLMultiphysics对SPP/LSP之间的耦合效应进行仿真计算。实验探究了金膜和金纳米球之间的耦合效应。传感器在折射率变化范围1.33-1.37内的灵敏度为3915nm/RIU。然后对传感器表面进行生物功能化处理,修饰羊抗人免疫球蛋白,用于检测人免疫球蛋白。实验得到了 37 ng/mL的最低检测限。（4）设计并制作了一种具有自补偿功能的光子晶体光纤SPR生物传感器。传感器由两段光子晶体光纤传感区组成,分别作为参考通道和检测通道。在检测通道的表面从内到外依次镀上金膜,固定氧化石墨烯和羊抗人免疫球蛋白,检测用金纳米球标记的人免疫球蛋白。参考通道外表面镀银膜,用于检测非特异性吸附,提高传感器的检测准确度。传感器的折射率灵敏度达到13592nm/RIU。参考通道和检测通道的温度灵敏度分别为5.1 pm/℃和8.5 pm/℃。人免疫球蛋白的最低检测限为15 ng/mL。（5）研究了金纳米棒和金膜之间的耦合效应。相比于金纳米球,金纳米棒能产生更强局域电磁场。传感器的折射率灵敏度为23205 nm/RIU。利用双通道传感分别检测特异性吸附和非特异性吸附所引起的波长移动量。降低非特异性吸附造成的检测误差,提高了检测的准确度。实现了 8.8 ng/mL的最低检测限。（6）探究了多层纳米粒子之间的的耦合效应。相比于单层金属纳米粒子,多层金属纳米粒子之间的耦合效应对提高传感器的检测灵敏度具有更重要的作用。实验得到了多层金纳米球和金纳米棒修饰的传感器的折射率灵敏度分别为15747 nm/RIU和25642 nm/RIU,分别得到了 10 ng/mL和4.6 ng/mL的最低检测限。本文主要探究了 SPP/LSP之间的耦合效应,并利用COMSOL Multiphysics建立等离激元耦合模型,从理论上说明了局域电磁场增强对提高传感性能的作用。实验中利用光子晶体光纤作为传感区,金属纳米粒子和金膜之间的耦合效应提高了传感器的检测性能。同时引入氧化石墨烯来提高生物分子在传感器表面的负载量。为了提高检测的准确度,提出了具有自补偿功能的传感结构,减少了非特异性吸附对测量的影响。最后对多层纳米粒子之间的耦合效应进行了仿真分析,并实验分析了多层纳米粒子对传感性能的影响。论文的创新点主要有:（1）制作了一种基于金纳米球和氧化石墨烯共同修饰的光子晶体光纤传感器,降低外界温度的波动对检测的影响。同时,金纳米球及氧化石墨烯增强等离激元耦合效应,并提高抗体在传感器表面的固定量。（2）提出一种具有自补偿功能的双通道光子晶体光纤传感结构,传感通道用于特异性检测,参考通道用于降低非特异性吸附造成的检测误差,从而提高检测的准确性。（3）研究了金纳米棒和金膜之间的耦合效应。并通过仿真分析了多层金纳米粒子之间的耦合效应,进一步提高了检测灵敏度及降低检测限。