基于甲硫氨酸-A修饰的二氧化硅纳米线的发光猝灭的光纤传感元件，用于甲烷检测

开发一种新型TiO2纳米线阵列干涉传感器。首先,通过水热合成法在FTO导电玻璃表面制备了TiO2纳米线阵列薄膜。然后,以此复合结构作为传感芯片,利用Kretschmann棱镜耦合结构,构建了基于Kretschmann结构的波长调制型薄膜干涉传感器。最后,以氯化钠水溶液为待测液体介质研究了该传感器对环境介质折射率的灵敏性能。结果表明:该传感器对1.333 5~1.360 4范围内的折射率有很好的响应。TM模式下,在0~3%与3~15%浓度范围内,氯化钠浓度与该传感器的反射光强度分别呈现了良好的线性关系。TE模式下,在0~3%浓度范围内,氯化钠浓度与吸收强度存在良好的线性关系,而波长基本不变;而在3~15%浓度范围内,随着氯化钠浓度的增加,波长逐渐红移,氯化钠浓度与波长也具有良好的线性关系。

利用聚焦离子束技术将金属线栅结构加工到一个工作在1550 nm波段的标准单模光纤的端面。金属线栅选用的金属是金，周期为 200 nm，尺寸远小于入射光的波长。根据有效介质理论，通过金属线栅结构的透射光为偏振光。TE模式和TM模式的反射率对比度为13.7 dB，其对比度和灵敏度可满足弹光效应和法拉第磁光效应引起的偏振性变化的检测要求。基于金属线栅结构，得到了灵敏度为0.237 rad/N的压力传感器和灵敏度为0.06022°/A的电流传感器。