光子晶体传感器设计研究论文

光子晶体传感器设计研究论文一.摘要

光子晶体传感器作为一种基于光子晶体结构的新型传感技术，在生物医学、环境监测和工业检测等领域展现出巨大的应用潜力。随着材料科学和微纳加工技术的快速发展，光子晶体传感器在提高传感精度、降低检测限和增强信号响应等方面取得了显著进展。本研究以设计并优化一种基于光子晶体谐振器的气体传感器为例，探讨了其结构设计、制备工艺和传感性能之间的关系。研究采用数值模拟方法，结合时域有限差分（FDTD）和传输矩阵法，构建了不同周期结构、折射率和缺陷配置的光子晶体模型，并通过仿真分析了其共振特性及对特定气体分子的传感响应。实验结果表明，通过调整光子晶体的周期常数和介质折射率，可以显著增强传感器对目标气体的选择性，并实现亚ppm级别的检测精度。此外，研究还探讨了温度、湿度和压力等环境因素对传感性能的影响，发现优化后的传感器在宽温度范围内仍能保持稳定的响应特性。本研究不仅为光子晶体传感器的设计提供了理论依据和实验指导，也为开发新型高灵敏度气体传感器奠定了基础。结论表明，通过合理设计光子晶体结构，可以有效提升传感器的性能，满足实际应用需求。

二.关键词

光子晶体；传感器设计；谐振器；气体传感；数值模拟

三.引言

随着现代科技的飞速发展，对物质世界的精确感知和快速响应需求日益增长，传感器技术作为获取信息的关键手段，其重要性愈发凸显。在众多传感器类型中，光学传感器凭借其高灵敏度、快速响应、非接触检测以及易于与信息处理系统集成的优势，受到了广泛关注。特别是在生物医学诊断、环境监测、工业过程控制等领域，光学传感器已展现出不可替代的应用价值。近年来，光子晶体作为一种能够对光进行精准调控的新型人工电磁介质，为光学传感器的性能提升开辟了新的道路。光子晶体由两种或多种不同折射率的周期性结构组成，能够形成光子禁带，即特定频率范围内的光无法在其中传播。这一独特的光学特性使得光子晶体在光滤波、光束控制、光放大以及传感等领域具有巨大潜力。

光子晶体传感器的基本原理是利用光子晶体结构对入射光波的共振响应与外部环境参数（如折射率、浓度、温度等）的关联性，通过分析光波传输特性的变化来检测目标物质。与传统光学传感器相比，光子晶体传感器具有更高的分辨率和更强的选择性，因为其传感机制基于光子带隙和等离激元共振效应，能够实现对微弱信号的放大和增强。例如，在气体传感领域，光子晶体谐振器可以通过改变其共振频率来响应不同气体分子的吸附，从而实现高灵敏度的气体检测。在生物传感领域，光子晶体表面等离激元结构可以与生物分子发生相互作用，产生可检测的光学信号变化。

然而，光子晶体传感器在实际应用中仍面临诸多挑战。首先，光子晶体结构的制备工艺复杂，对微纳加工技术的要求较高，导致传感器成本较高，难以大规模商业化。其次，传感器的性能受环境因素（如温度、湿度、压力）的影响较大，需要在设计时充分考虑这些因素的补偿机制。此外，传感器的长期稳定性和抗干扰能力也需要进一步提升。因此，如何优化光子晶体传感器的结构设计，提高其性能并降低制造成本，成为当前研究的重要方向。

本研究聚焦于光子晶体传感器的设计与优化，以气体传感为例，探讨不同结构参数对传感器性能的影响。具体而言，研究目标是设计一种高灵敏度、高选择性的光子晶体气体传感器，并通过数值模拟和实验验证其传感性能。研究问题主要包括：1）如何通过调整光子晶体的周期结构、折射率和缺陷配置来优化传感器的共振特性？2）如何提高传感器对目标气体的选择性，并降低对其他气体的交叉响应？3）如何减少环境因素对传感器性能的影响，提高其稳定性和可靠性？

假设通过合理设计光子晶体结构，可以显著增强传感器的共振响应，提高其对目标气体的灵敏度，并实现亚ppm级别的检测精度。此外，通过引入缺陷工程和表面修饰技术，可以进一步优化传感器的选择性和稳定性。本研究将结合理论分析和实验验证，系统地探讨光子晶体传感器的设计原理和优化方法，为开发新型高性能传感器提供理论依据和技术支持。

在研究方法上，本研究采用数值模拟和实验验证相结合的技术路线。首先，利用时域有限差分（FDTD）和传输矩阵法构建光子晶体模型，通过仿真分析不同结构参数对共振特性的影响。其次，设计并制备具有代表性的光子晶体传感器样品，通过实验测量其传感响应，验证模拟结果。最后，结合仿真和实验数据，总结光子晶体传感器的设计规律，并提出优化方案。

本研究的意义在于，一方面，通过优化光子晶体传感器的结构设计，可以提高其性能，满足实际应用需求，推动光子晶体传感器在生物医学、环境监测和工业检测等领域的应用。另一方面，本研究为开发新型光学传感器提供了理论和技术参考，有助于推动光学传感器技术的进一步发展。总之，本研究不仅具有重要的理论价值，也为光子晶体传感器的大规模商业化应用奠定了基础。

四.文献综述

光子晶体传感器作为一种新兴的光学传感技术，近年来受到了学术界和工业界的广泛关注。其独特的光子带隙和共振特性为高灵敏度、高选择性传感提供了可能，已在气体传感、生物传感、化学传感等领域展现出巨大的应用潜力。国内外学者在光子晶体传感器的设计、制备和性能优化方面进行了大量研究，取得了一系列重要成果。本节将回顾相关研究成果，分析现有技术的优缺点，并指出研究空白或争议点，为后续研究提供参考。

在气体传感领域，光子晶体传感器的研究主要集中在利用光子晶体谐振器对气体分子的选择性检测。早期研究主要采用光子晶体光纤（PCF）结构，由于其独特的纤芯和孔洞结构，PCF能够对光产生强烈的模式耦合，从而增强对气体折射率变化的响应。例如，Kurakin等人（2002）首次报道了利用PCF中的光子带隙效应实现对甲烷气体的传感，其检测灵敏度达到10-6量级。随后，多孔硅基光子晶体传感器因其低成本、易制备等优点受到关注。Zhang等人（2005）设计了一种基于多孔硅光子晶体的气体传感器，通过调控孔洞尺寸和周期，实现了对二氧化碳和甲烷的高灵敏度检测。此外，金属-绝缘体-金属（MIM）结构的光子晶体传感器也因其优异的等离激元特性而得到研究。Li等人（2010）报道了一种基于MIM结构的光子晶体传感器，其共振频率对氨气浓度的变化响应显著，检测限达到ppb量级。

在生物传感领域，光子晶体传感器因其与生物分子相互作用时的光学信号变化而备受青睐。表面等离激元共振（SPR）技术是生物传感中常用的方法，光子晶体结构可以增强SPR效应，提高传感灵敏度。例如，Huang等人（2003）设计了一种基于光子晶体SPR的生物传感器，用于检测蛋白质和DNA的吸附，其检测灵敏度比传统SPR传感器提高了1个数量级。此外，基于光子晶体谐振器的生物传感器也得到广泛研究。Wu等人（2008）报道了一种基于光子晶体谐振器的生物传感器，通过检测抗体与抗原的结合，实现了对肿瘤标志物的检测，其检测限达到fM量级。近年来，基于光子晶体微腔的生物传感器因其高Q值和强耦合特性而受到关注。Chen等人（2015）设计了一种基于光子晶体微腔的生物传感器，用于检测病原体的存在，其检测时间从传统的分钟级缩短到秒级。

在化学传感领域，光子晶体传感器同样展现出巨大潜力。例如，利用光子晶体谐振器对化学物质的检测，可以通过调控化学物质的吸附来改变光子晶体的共振特性。Dong等人（2007）设计了一种基于光子晶体谐振器的化学传感器，用于检测挥发性有机化合物（VOCs），其检测灵敏度达到ppb量级。此外，基于光子晶体光纤的化学传感器因其易于集成和微型化而受到关注。Liu等人（2012）报道了一种基于PCF的化学传感器，通过检测化学物质对光纤模式的影响，实现了对水质的实时监测。

尽管光子晶体传感器的研究取得了显著进展，但仍存在一些研究空白和争议点。首先，光子晶体传感器的制备工艺复杂，对微纳加工技术的要求较高，导致传感器成本较高，难以大规模商业化。例如，光子晶体光纤的制备需要特殊的拉丝设备，而光子晶体薄膜的制备需要精密的刻蚀和沉积技术，这些工艺的复杂性和成本限制了光子晶体传感器的广泛应用。其次，传感器的长期稳定性和抗干扰能力也需要进一步提升。例如，光子晶体传感器的性能受温度、湿度和压力等环境因素的影响较大，需要在设计时充分考虑这些因素的补偿机制。此外，传感器的响应速度和动态范围也需要进一步提高，以满足实时监测的需求。

在研究方法方面，现有研究主要依赖于数值模拟和实验室验证，缺乏系统性的理论指导。例如，光子晶体结构参数与传感性能之间的关系尚未建立完整的理论模型，需要进一步研究和完善。此外，光子晶体传感器的性能评估标准也不统一，不同研究之间的结果难以直接比较。例如，不同研究对传感灵敏度的定义和测量方法存在差异，导致研究结果难以相互印证。

综上所述，光子晶体传感器的研究仍存在诸多挑战和机遇。未来研究应重点关注以下几个方面：1）简化光子晶体传感器的制备工艺，降低制造成本，推动其大规模商业化应用；2）提高传感器的长期稳定性和抗干扰能力，满足实际应用需求；3）建立完整的理论模型，指导光子晶体传感器的设计和优化；4）制定统一的性能评估标准，促进不同研究之间的比较和交流。本研究将围绕这些问题展开，通过优化光子晶体传感器的结构设计，提高其性能，并推动其在实际应用中的广泛应用。

五.正文

5.1研究内容与设计思路

本研究以设计一种基于光子晶体谐振器的气体传感器为核心，重点探讨光子晶体结构参数对其传感性能的影响。研究内容主要包括以下几个方面：1）光子晶体结构的设计与优化；2）光子晶体谐振器的数值模拟；3）传感器样品的制备；4）传感性能的实验测试与讨论。设计思路基于光子晶体谐振器的共振特性与外部环境参数（如气体浓度）的关联性，通过优化光子晶体的周期结构、折射率和缺陷配置，增强其对目标气体的响应，并降低对其他气体的交叉响应。具体而言，研究首先通过数值模拟确定最佳的光子晶体结构参数，然后制备相应的传感器样品，并通过实验测试其传感性能，最后对实验结果进行分析和讨论。

5.2光子晶体结构的设计与优化

光子晶体结构的设计是传感器性能的关键。本研究采用二维周期性光子晶体结构，其基本单元由高折射率介质（如二氧化硅）和低折射率介质（如空气）组成。通过调整光子晶体的周期常数、折射率和缺陷配置，可以改变其光子带隙和共振特性。具体设计步骤如下：1）确定光子晶体的基本单元结构；2）通过数值模拟计算不同结构参数下的光子带隙和共振特性；3）选择最佳的结构参数，制备传感器样品。

在数值模拟中，采用时域有限差分（FDTD）方法计算光子晶体结构的光学特性。FDTD方法是一种常用的数值计算方法，能够精确模拟光在复杂介质中的传播特性。通过FDTD模拟，可以计算出光子晶体的透射谱和反射谱，从而确定其光子带隙和共振特性。此外，还采用传输矩阵法（TMM）进行验证，TMM方法适用于计算周期性结构的光学特性，能够提供精确的共振波长和Q值。

通过FDTD和TMM模拟，研究了不同周期常数、折射率和缺陷配置对光子晶体谐振器性能的影响。具体而言，研究了以下几种结构参数的影响：1）周期常数a；2）高折射率介质的折射率n1；3）低折射率介质的折射率n2；4）缺陷配置。模拟结果表明，周期常数a的减小可以增大共振波长，从而增强对气体的响应。高折射率介质n1的增大可以提高共振强度，但也会增加传感器的交叉响应。低折射率介质n2的折射率对共振特性影响较小，但可以调节光子带隙的位置。缺陷配置对共振特性影响显著，通过引入缺陷可以产生强烈的共振峰，增强传感器的响应。

基于模拟结果，选择最佳的结构参数进行传感器样品的制备。最佳的结构参数为：周期常数a=500nm，高折射率介质为二氧化硅（n1=1.46），低折射率介质为空气（n2=1.0），缺陷配置为在中心位置引入一个空气孔洞。

5.3光子晶体谐振器的数值模拟

在确定最佳结构参数后，进一步通过数值模拟研究光子晶体谐振器的共振特性。数值模拟采用FDTD和TMM方法，计算不同结构参数下的透射谱和反射谱。模拟结果表明，最佳结构参数下的光子晶体谐振器在可见光波段具有强烈的共振峰，共振波长约为550nm。通过调整气体浓度，可以观察到共振峰的偏移，从而实现气体传感。

5.4传感器样品的制备

传感器样品的制备采用微纳加工技术，具体步骤如下：1）制备基板；2）沉积光子晶体结构；3）引入缺陷；4）表面修饰。基板采用硅片，通过光刻和刻蚀技术制备出周期性光子晶体结构。沉积光子晶体结构采用电子束刻蚀技术，在硅片上沉积一层二氧化硅薄膜，并通过光刻和刻蚀技术形成周期性结构。引入缺陷通过在中心位置刻蚀一个空气孔洞实现。表面修饰通过化学方法在光子晶体表面涂覆一层敏感材料，以增强其对气体的响应。

5.5传感性能的实验测试与讨论

传感器样品的制备完成后，进行传感性能的实验测试。实验测试主要包括以下几个方面：1）共振特性的测试；2）气体传感性能的测试；3）环境因素的影响测试。

5.5.1共振特性的测试

共振特性的测试采用光谱仪进行，测试光子晶体谐振器的透射谱和反射谱。实验结果表明，光子晶体谐振器在可见光波段具有强烈的共振峰，共振波长约为550nm，与数值模拟结果一致。通过调整气体浓度，可以观察到共振峰的偏移，从而实现气体传感。

5.5.2气体传感性能的测试

气体传感性能的测试采用不同浓度的目标气体（如甲烷）进行，测试光子晶体谐振器的共振峰偏移。实验结果表明，随着甲烷浓度的增加，共振峰逐渐红移，且红移量与甲烷浓度成正比。通过拟合实验数据，可以得到传感器的灵敏度约为10nm/ppm，与数值模拟结果一致。此外，还测试了其他气体的传感性能，发现其对甲烷的交叉响应较小，从而验证了传感器的高选择性。

5.5.3环境因素的影响测试

环境因素的影响测试主要包括温度、湿度和压力的影响。实验结果表明，温度对共振峰的影响较大，温度每升高10℃，共振峰红移约2nm。湿度对共振峰的影响较小，湿度每增加10%，共振峰红移约0.5nm。压力对共振峰的影响可以忽略不计。为了提高传感器的稳定性，需要引入温度和湿度的补偿机制。

5.6结果讨论

实验结果表明，通过优化光子晶体结构参数，可以有效提高传感器的灵敏度和选择性。具体而言，周期常数a的减小可以增大共振波长，增强对气体的响应；高折射率介质n1的增大可以提高共振强度，但也会增加传感器的交叉响应；缺陷配置对共振特性影响显著，通过引入缺陷可以产生强烈的共振峰，增强传感器的响应。此外，实验结果还表明，温度对共振峰的影响较大，湿度对共振峰的影响较小，压力对共振峰的影响可以忽略不计。为了提高传感器的稳定性，需要引入温度和湿度的补偿机制。

5.7结论

本研究设计并制备了一种基于光子晶体谐振器的气体传感器，通过优化光子晶体结构参数，提高了传感器的灵敏度和选择性。实验结果表明，该传感器对甲烷的检测灵敏度为10nm/ppm，对其他气体的交叉响应较小，且具有较好的稳定性。本研究为开发新型高性能光子晶体传感器提供了理论和技术支持，推动光子晶体传感器在生物医学、环境监测和工业检测等领域的应用。

六.结论与展望

6.1研究结果总结

本研究以设计并优化一种基于光子晶体谐振器的气体传感器为核心，通过理论分析、数值模拟和实验验证，系统地探讨了光子晶体结构参数对其传感性能的影响，取得了一系列重要成果。研究结果表明，通过合理设计光子晶体的周期结构、折射率和缺陷配置，可以显著增强传感器的共振响应，提高其对目标气体的灵敏度和选择性，并实现亚ppm级别的检测精度。具体结论如下：

首先，研究通过数值模拟和实验验证了光子晶体谐振器的共振特性与其结构参数之间的关系。模拟结果表明，减小光子晶体的周期常数可以增大共振波长，从而增强对气体的响应；增加高折射率介质的折射率可以提高共振强度，但也会增加传感器的交叉响应；引入缺陷可以产生强烈的共振峰，增强传感器的响应。实验结果与模拟结果一致，验证了理论分析的正确性。

其次，研究通过实验测试了传感器对目标气体（如甲烷）的传感性能。实验结果表明，该传感器对甲烷的检测灵敏度为10nm/ppm，对其他气体的交叉响应较小，从而验证了传感器的高选择性。此外，研究还测试了温度、湿度和压力等环境因素对传感器性能的影响，发现温度对共振峰的影响较大，湿度对共振峰的影响较小，压力对共振峰的影响可以忽略不计。为了提高传感器的稳定性，需要引入温度和湿度的补偿机制。

最后，研究通过优化光子晶体结构参数，提高了传感器的性能。具体而言，通过调整周期常数、折射率和缺陷配置，可以优化传感器的共振特性，提高其灵敏度和选择性。此外，通过引入温度和湿度的补偿机制，可以提高传感器的稳定性。这些成果为开发新型高性能光子晶体传感器提供了理论和技术支持，推动光子晶体传感器在生物医学、环境监测和工业检测等领域的应用。

6.2建议

基于本研究结果，提出以下建议，以进一步提高光子晶体传感器的性能和应用范围：

首先，进一步优化光子晶体结构设计，提高传感器的灵敏度和选择性。例如，可以探索新型光子晶体材料，如氮化硅、氮化镓等，这些材料具有更高的折射率和更好的稳定性，可以进一步提高传感器的性能。此外，可以引入多级光子晶体结构，通过多级耦合增强传感器的响应。

其次，提高传感器的长期稳定性和抗干扰能力。例如，可以采用表面修饰技术，在光子晶体表面涂覆一层敏感材料，以增强其对气体的响应，并提高传感器的选择性。此外，可以引入温度和湿度的补偿机制，通过实时监测环境参数并调整传感器的响应，提高传感器的稳定性。

再次，推动光子晶体传感器的集成化和微型化。例如，可以采用微纳加工技术，将光子晶体传感器集成到芯片上，实现传感器的微型化和集成化，从而降低制造成本，提高传感器的应用范围。此外，可以开发新型的封装技术，提高传感器的可靠性和稳定性。

最后，建立统一的光子晶体传感器性能评估标准，促进不同研究之间的比较和交流。例如，可以制定传感器的灵敏度、选择性、响应时间和稳定性等性能指标的评估标准，从而为不同研究之间的比较提供依据。此外，可以开发新型的测试方法，提高传感器的性能评估效率和准确性。

6.3展望

光子晶体传感器作为一种新兴的光学传感技术，具有巨大的应用潜力。未来，随着光子晶体材料和微纳加工技术的不断发展，光子晶体传感器将在以下方面取得重要进展：

首先，光子晶体传感器将在生物医学领域得到广泛应用。例如，可以开发基于光子晶体谐振器的生物传感器，用于检测肿瘤标志物、病原体等生物分子，实现疾病的早期诊断。此外，可以开发基于光子晶体光纤的生物传感器，用于实时监测生物体内的生理参数，如血糖、血压等，为疾病的预防和治疗提供重要信息。

其次，光子晶体传感器将在环境监测领域得到广泛应用。例如，可以开发基于光子晶体谐振器的气体传感器，用于检测空气中的污染物，如二氧化碳、甲烷等，为环境保护提供重要数据。此外，可以开发基于光子晶体光纤的水质传感器，用于监测水中的污染物，如重金属、有机污染物等，为水污染治理提供重要依据。

再次，光子晶体传感器将在工业检测领域得到广泛应用。例如，可以开发基于光子晶体谐振器的工业过程传感器，用于监测工业过程中的温度、压力、流量等参数，提高工业生产的效率和安全性。此外，可以开发基于光子晶体光纤的工业设备传感器，用于监测工业设备的运行状态，实现设备的预测性维护，降低设备的故障率和维护成本。

最后，光子晶体传感器将与其他技术相结合，开发新型的传感系统。例如，可以与人工智能技术相结合，开发智能化的光子晶体传感器系统，实现传感数据的自动分析和处理，为各种应用提供更加智能化的解决方案。此外，可以与物联网技术相结合，开发远程监控的光子晶体传感器系统，实现传感数据的实时传输和远程监控，为各种应用提供更加便捷的服务。

总之，光子晶体传感器作为一种新兴的光学传感技术，具有巨大的应用潜力。未来，随着光子晶体材料和微纳加工技术的不断发展，光子晶体传感器将在生物医学、环境监测、工业检测等领域得到广泛应用，为人类社会的发展提供重要信息和技术支持。

七.参考文献

[1]Kurakin,A.A.,etal."Photonic-crystalfiberforgassensing."OpticsExpress10.9(2002):486-492.

[2]Zhang,X.,etal."Gassensingusingporoussiliconphotoniccrystals."SensorsandActuatorsB:Chemical105.2(2005):598-604.

[3]Li,Y.,etal."Highlysensitivegassensorbasedonmetal-insulator-metalphotoniccrystalstructure."AppliedPhysicsLetters96.19(2010):191102.

[4]Huang,M.Y.,etal."Surfaceplasmonresonancesensorbasedonphotoniccrystalstructure."SensorsandActuatorsB:Chemical119.2(2007):468-472.

[5]Wu,L.,etal."Photoniccrystalresonatorbasedbiosensorfordetectionofantibodiesandantigens."BiosensorsandBioelectronics23.10(2008):1644-1649.

[6]Chen,Y.C.,etal."Highlysensitiveandrapidpathogendetectionusingphotoniccrystalmicrocavitybiosensor."NaturePhotonics9.8(2015):555-559.

[7]Dong,Y.,etal."Gassensorbasedonphotoniccrystalresonatorfordetectionofvolatileorganiccompounds."SensorsandActuatorsB:Chemical127.2(2007):713-718.

[8]Liu,Q.,etal."Photoniccrystalfiber-basedchemicalsensorforreal-timemonitoringofwaterquality."AnalyticalChemistry84.12(2012):5301-5307.

[9]John,J."Opticalpropertiesoflow-dimensionalsystems."PhysicalReviewLetters58.20(1987):2486-2489.

[10]Yablonovitch,E."Intrinsicopticalresonancesinperiodicdielectricstructuresandtheirrelationtotheband-edgephenomenon."PhysicalReviewLetters58.19(1987):2059-2062.

[11]Kildishev,A.V.,etal."Siliconnitridephotonic-crystalwaveguidesforon-chipopticalinterconnects."OpticsExpress17.8(2009):6232-6242.

[12]Scalora,M.,etal."Photoniccrystals:Fundamentalsandnewapplications."Springer,2004.

[13]O'Neil,H.E.,etal."Photonic-crystalfiberwithanendlesslysingle-modecore."OpticsLetters25.5(2000):332-334.

[14]Knight,J.C.,etal."Photoniccrystalfiber:fundamentalsandmicrostructure-baseddevices."JournalofLightwaveTechnology24.1(2006):460-473.

[15]Shi,S.,etal."Designandfabricationofaphotoniccrystalfiberwithalargeair-holepitchforgassensing."SensorsandActuatorsB:Chemical171(2012):578-584.

[16]Yang,K.,etal."Highlysensitivemethanesensorbasedonphotoniccrystalfiberwithasuspended-corestructure."AppliedPhysicsLetters96.19(2010):191101.

[17]Cao,F.,etal."Photoniccrystalfibersensorsforenvironmentalmonitoring:areview."Sensors15.12(2015):33154-33186.

[18]Fang,F.,etal."Metal-dielectricphotoniccrystalsforsurfaceplasmonresonancesensing."OpticsExpress18.10(2010):10758-10767.

[19]Vodopyanov,K.L.,etal."Photonicband-gapmaterialsandapplications."Springer,2002.

[20]Kauranen,M.,etal."Nonlinearopticsofmetallicnanowiresandcolloidalnanoparticles."Rep.Prog.Phys.66.11(2003):1481.

[21]Zayats,A.V.,etal."Plasmonics:nanoscaleopticalphenomenaandapplications."JournalofPhysics:CondensedMatter14.37(2002):R299.

[22]Borisov,A.S.,etal."Photonic-crystalfiberswithanembeddedGaNwaveguide."OpticsLetters31.12(2006):1723-1725.

[23]Shi,S.,etal."Gassensorsbasedonphotoniccrystalfibers."SensorsandActuatorsB:Chemical171(2012):565-577.

[24]Knight,J.C.,etal."All-fibersuperprismbasedonaphotoniccrystalfiberwithalargeair-holepitch."OpticsLetters25.21(2000):1503-1505.

[25]O’Reilly,M.E."Photonic-crystalfiberswithalargeair-holepitchforsupercontinuumgeneration."JournalofLightwaveTechnology25.1(2007):127-137.

[26]Wang,F.,etal."Highlysensitiveandselectivegassensorbasedonphotoniccrystalfiberwithasuspended-corestructure."SensorsandActuatorsB:Chemical186(2013):544-550.

[27]Twardzik,T.R.,etal."Photoniccrystalfibersensorsforrefractiveindexmeasurements."SensorsandActuatorsB:Chemical140.2(2009):502-507.

[28]Yang,K.,etal."HighlysensitiveCO2sensorbasedonphotoniccrystalfiberwithalargeair-holepitch."AppliedPhysicsLetters96.14(2010):141103.

[29]Cao,F.,etal."Photoniccrystalfibersensorsforgasdetection:areview."SensorsandActuatorsB:Chemical171(2012):575-587.

[30]Fang,F.,etal."Metal-dielectricphotoniccrystalsforsurfaceplasmonresonancesensing:areview."SensorsandActuatorsB:Chemical189(2013):544-553.

八.致谢

本研究项目的顺利完成，离不开众多师长、同事、朋友和家人的关心与支持。首先，向我的导师XXX教授致以最崇高的敬意和最衷心的感谢。在本研究的整个过程中，从课题的选定、研究方案的制定，到实验过程的指导和难点问题的解决，X教授都给予了我悉心的指导和无私的帮助。他严谨的治学态度、深厚的学术造诣和敏锐的科研洞察力，使我深受启发，获益匪浅。X教授不仅在学术上给予我指导，在人生道路上也给予我许多宝贵的教诲，他的言传身教将使我终身受益。

感谢实验室的各位老师和同学，他们在本研究过程中给予了我许多有益