1、基于回音壁諧振模的光微流體生物傳感器以高靈敏度、高品質因子、小體積、易于集成等優(yōu)點逐漸成為光學傳感領域研究的熱點,微管腔在兼顧上面優(yōu)點的同時,還可用作待測樣品的輸送通道,因此備受重視。本文基于Mie散射理論,建立了微管腔生物傳感器的體傳感和表面?zhèn)鞲心Ｐ?推導了多層微管腔WGM模式的本征方程及模式場的分布情況,研究了微管內壁涂覆高折射率介質層提高傳感器靈敏度的方法,并對試驗測得的WGM諧振光譜進行區(qū)分。完成的主要工作如下:
　　從矢

2、量形式的亥姆霍茲方程出發(fā),分別利用分離變量法和構造矢量函數法求解了微管腔和微球腔內部的電磁場分布情況,建立傳感器的體傳感和表面?zhèn)鞲心Ｐ?給出了多層環(huán)狀結構的特征方程,然后利用微諧振腔的諧振加強條件分析了微諧振腔的傾斜、外部環(huán)境溫度變化對諧振的影響
　　基于柱坐標系下矢量亥姆霍茲方程的求解,分析了熔錐光纖中的模式傳播問題及其與微管的傳播常數匹配問題,然后基于耦合模理論,利用直波導近似,推導了直波導和彎曲波導的耦合系數,并仿真計算了耦

3、合系數和波導間距、波導寬度、彎曲波導曲率半徑間的關系,最后基于時域有限差分算法仿真計算了微管外部或內部涂覆介質層對耦合系數的影響。
　　探討了模式折射率傳感靈敏度的影響因素,然后從理論上分析指出可以通過在微管內壁涂覆高折射率介質層吸引電磁場向微管內部移動來提高折射率傳感靈敏度,最后計算了折射率傳感靈敏度隨涂覆層厚度及涂覆層折射率的變化情況,并從幾何光學的角度指出了模式靈敏度大幅增強的原因。
　　搭建棱鏡-微管耦合實驗裝置,成