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本发明公开了一种双束p偏振棱镜SPR重金属离子传感器及其制备方法。本发明提供了一种双束p偏振棱镜SPR传感结构，包括单轴晶体、二分之一波片、棱镜、第一探测阵列和第二探测阵列，所述棱镜全反射面的膜系结构由传感区和参考区组成，光源垂直入射到单轴晶体产生o光和e光，其中o光的振动方向经二分之一波片旋转90°角，此时两束光均为p偏振，分别入射到棱镜全反射面的传感区和参考区，传感区产生的SPR信号由第一探测阵列接收，参考区产生的SPR信号由第二探测阵列接收。本发明能够极大降低甚至消除湿度、温度、pH值等环境因素对测量信号的影响，提高精度和检测限，同时提高了光源功率的利用率，降低了成本，并且结构简单紧凑，利于轻小型化设计，具有强大的推广应用前景。