表面等离子体波共振效应(Surface Plasmon Resonance)是一种发生在环境介质与金属膜分界面的物理光学现象,而SPR传感器是基于该效应的一种新型传感器,通过检测物质折射率的改变检测物质性能的改变。因其灵敏度高、响应速度快、抗干扰能力强等优点,被广泛的应用到生物化学检测、食品工程检测、环境监测、土木结构和工程物理等多个领域,并发挥着巨大的作用。本文分为以下几个部分展开:首先,简单介绍了SPR效应的基本原理,文中以金属包层型对称三层平板波导为模型,分析光波在波导中传输时,激发SPR效应模式变化及不同波长对应的光强变化。并利用Optiwave软件对SPR效应激发时各模式的光场强度及坡印亭矢量等参量进行模拟仿真分析。其次,对内置调制层的棱镜型SPR传感器进行研究,从理论上分析了影响其性能的各种因素。在此基础上设计出一种新型的串联分布式棱镜SPR传感器,分析其所具有的优势,并对各种影响其精度的因素进行仿真,确定出最优膜层的种类和厚度,根据此参数对其进行试验验证。再次,利用光纤SPR传感器检测超声,分析超声及外界环境介质的参数与反射光谱之间的关系,提出了一种新型超声在线实时监测法。最后,根据SPR传感器的共振波长会随金属膜层外界介质的折射率改变而改变的原理,设计出一种SPR化学传感器。将其应用到医药废水降解在线监测中,为SPR传感器在污水降解检测上的应用提供基础研究。