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基于Ti3C2-MXene增敏的无芯光纤表面等离子体共振折射率传感器

陈越 Chen Yue、罗彬彬 Luo Binbin、黄瑶 Huang Yao、刘妍 Liu Yan、石胜辉 Shi Shenghui、赵明富 Zhao Mingfu、袁佩灵 Yuan Peiling、吴胜昔 Wu Shengxi

2025Acta Optica SinicaMaterials Science被引 6

摘要

提出了一种基于Ti3C2-Mxene材料增敏表面等离子体共振（SPR）效应的无芯光纤（CLF）传感器。该传感器是由两根多模光纤（MMF）中间熔接一段长度为10 mm的CLF制成。先将单层Ti3C2-MXene涂覆于无芯光纤表面，再将金膜固定于光纤表面构成无芯光纤SPR传感器，然后在金膜表面多次涂覆单层Ti3C2-MXene，以增强传感器的SPR效应，实现其对外部折射率变化的增敏效果。理论分析了Ti3C2-MXene增敏无芯光纤SPR折射率灵敏度的原理及结构参数对其特性的影响，并进行了实验验证。实验结果表明，在1.3330~1.3660的折射率范围内，由于Ti3C2-MXene的增敏作用，无芯光纤SPR传感器的折射率灵敏度从2326.42 nm/RIU增加到4361.04 nm/RIU，提升了约87.5%，与理论仿真结果吻合度较高。所提出的Ti3C2-MXene增敏无芯光纤SPR折射率传感器具有灵敏度高、结构简单、性能稳定及易于制作等优势，在生物传感领域中具有良好的应用前景。

引用本文（GB/T 7714）

DOI：https://doi.org/10.3788/aos241533