表面等离子体共振(Surface Plasmon Resonance, 简称SPR)是发生在金属和电介质界面的一种物理光学现象。由于SPR现象对光的入射条件以及环境介质的介电常数变化极其敏感，SPR传感技术以其高灵敏度、免标记、非破坏性、可远程实时在线监测等优点，在生化传感领域得到了各国研究者的持久关注。传统的光纤SPR传感器，通常需要将普通光纤进行腐蚀包层或拉锥等预处理，再在裸露的纤芯上镀一层厚度均匀的金属膜作为表面等离子体波的载体。近年来，一种新型的光纤——光子晶体光纤，以其天然的多孔结构、设计的灵活性和多样性，在解决传统光纤SPR传感器的相位匹配和封装问题上提供了完美的解决方案。
武汉光电国家实验室夏历副教授和刘德明教授领导的光纤传感团队首次提出一种由高折射率液体填充的空气孔作为纤芯的多芯光子晶体光纤SPR折射率传感器，并观察到了正负灵敏度共存的现象。该设计中，单个镀膜样品通道位于整个光纤横截面的正中央，周围的六个高折射率液体纤芯围绕样品通道按正六边形规则排列。他们研究发现，液体折射率的变化不仅对等离子体模式的色散曲线有影响，而且显著地影响导模的色散曲线。当待测液体折射率在1.45-1.49范围时，随着液体折射率的增加，等离子体模式有效折射率的增量大于导模有效折射率的增量，SPR传感器的共振波长向长波长方向移动；当待测液体折射率在1.49-1.53范围时，随着液体折射率的增加，等离子体模式有效折射率的增量小于导模有效折射率的增量，SPR传感器的共振波长向短波长方向移动。与此同时，折射率在1.45-1.53范围内时，共振曲线的损耗峰值随着折射率的增加呈单调减小变化。这种新型结构的显著优点是可以在有限的光谱范围内测量较大折射率范围的待测样品，提高了光谱利用率，节约了实验成本。
该项工作的得到了中新（加坡）国际合作项目（2009DFA12640）及华中科技大学专业人才创新基金（0124182015）的资助。该研究成果发表于Optics Express Vol.20, No.23, pp.25858-25866 (2012).