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量子相干表面等离子体谐振系统中古斯-汉欣位移的控制

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光学学报 2017年第9期37卷 16-22页

作者：陈园园张玮芝阎晓娜上海大学理学院上海200444

当光束在两种介质的分界面上发生全反射时,反射光会产生横向的古斯-汉欣(GH)位移。在Kretschmann结构中引入原子介质,利用耦合光激发表面等离子体波,研究了表面等离激元辅助的干涉效应作用下探测光的反射GH位移。通过对比耦合光分别为... 详细信息

当光束在两种介质的分界面上发生全反射时,反射光会产生横向的古斯-汉欣(GH)位移。在Kretschmann结构中引入原子介质,利用耦合光激发表面等离子体波,研究了表面等离激元辅助的干涉效应作用下探测光的反射GH位移。通过对比耦合光分别为行波和表面等离子体波时探测光的反射率和反射GH位移,发现当探测光入射角偏离谐振角时,反射率曲线会出现类似Fano共振的不对称性,反射GH位移关于探测光失谐量有一段线性变化区域,且可以在正负之间变化;当耦合光为表面等离子体波时,反射GH位移对探测光失谐量的变化更敏感。

关键词：相干光学表面等离子体谐振古斯-汉欣位移量子相干

表面等离子体谐振(SPR)生化分析仪的研制

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现代科学仪器 2001年第6期18卷 34-38页

作者：崔大付李向明蔡浩原李亚亭郑自攀陈翔中国科学院电子学研究所传感技术国家重点实验室北京100080

表面等离子谐振 (SurfacePlasmonResonance ,SPR)生化分析仪是一种基于物理光学原理的新型生化分析系统 ,SPR技术作为一种表面反应的生物传感技术 ,具有很重要的生化分析能力 ,可用于无标记实时监测许多种类生物分子之间的反应。SPR生... 详细信息

表面等离子谐振 (SurfacePlasmonResonance ,SPR)生化分析仪是一种基于物理光学原理的新型生化分析系统 ,SPR技术作为一种表面反应的生物传感技术 ,具有很重要的生化分析能力 ,可用于无标记实时监测许多种类生物分子之间的反应。SPR生化分析技术已成为直接实时观测生物分子间相互作用的主导技术。近年来SPR传感技术受到重点研究和发展 ;SPR生化分析仪也已经商品化。在本文中详细介绍了自行研制的新型SPR 2 0 0 0型生化分析仪 ,仪器的主要性能是 :入射角扫描范围 40°～ 70°,测角精度优于 1× 10 -3 度 ,探测折射率范围 1.0 4～ 1.47,温度范围 4℃～ 6 0℃、检测灵敏度可达 10 -11M等等。利用该系统实时测试了 1gG GAHIgG的动态反应过程。实验证明该分析仪精度和灵敏度高 ,适用范围宽 ,并已提供多家使用。

关键词：生化分析仪研制表面等离子体谐振生物传感器生物分子相互作用流通注射分析

基于表面等离子体谐振原理的金属薄膜色散特性检测研究

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基于表面等离子体谐振原理的金属薄膜色散特性检测研究

作者：李松权黑龙江大学

学位级别：硕士

金属薄膜的色散特性是产生表面等离子体谐振现象的重要条件之一。表面等离子体谐振(SPR)是一种物理光学现象,基于表面等离子体谐振原理的传感技术在光学、化学、生物、环境、食品分析、医疗及制药等领域得到了越来越广泛的应用,而该类... 详细信息

金属薄膜的色散特性是产生表面等离子体谐振现象的重要条件之一。表面等离子体谐振(SPR)是一种物理光学现象,基于表面等离子体谐振原理的传感技术在光学、化学、生物、环境、食品分析、医疗及制药等领域得到了越来越广泛的应用,而该类传感器的性能与金属薄膜的色散特性密切相关。本文在分析研究了表面等离子体谐振原理和金属薄膜色散原理的基础上,用表面等离子体谐振的方法,对金属薄膜的色散特性进行了检测。在基本理论方面,本文对SPR原理和国内外基于SPR原理对金属薄膜色散特性研究的概况进行了介绍,从麦克斯韦方程组和边界条件出发对谐振条件进行了理论推导,并对谐振条件的修正进行了分析和理论计算。用Drude模型简要分析了金属薄膜色散原理。在实验方面,利用椭圆反射镜结构和高精度电控旋转台搭建了Kretchsmann棱镜型SPR角度扫描测量装置,安装了基于光电开关的零位定位装置,组装了光电转换电路,并用LABVIEW编写了该装置从驱动、数据采集到数据处理的程序,实现了装置的自动化。基于SPR角度调制的原理,通过分析光源中心波长、金属薄膜厚度、介电常数等因素对角度调制型SPR理论曲线产生的影响,利用检测到的数据,用LABVVIW编写了程序,同时计算出了金属薄膜介电常数和膜厚。

关键词：表面等离子体谐振金属薄膜色散虚拟仪器角度调制 Kretchsmann结构

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表面等离子体谐振（SPR）生化分析仪

科技开发动态 2003年第1期 25-25页

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多层纳米膜表面等离子体共振的理论研究

多层纳米膜表面等离子体共振的理论研究

作者：张丙芳哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

随着化学、生物和医学等领域研究的不断深入,对实验技术要求日益严格,一些高新技术也应运而生,其中表面等离子体共振技术的应用备受关注。为了拓宽表面等离子体共振技术的应用,本论文研究了多层纳米膜结构中的表面等离子体共振以及光学... 详细信息

随着化学、生物和医学等领域研究的不断深入,对实验技术要求日益严格,一些高新技术也应运而生,其中表面等离子体共振技术的应用备受关注。为了拓宽表面等离子体共振技术的应用,本论文研究了多层纳米膜结构中的表面等离子体共振以及光学非线性对表面等离子体共振的影响。本论文首先分析了激光和金属表面作用产生表面等离子体的条件。接着根据麦克斯韦方程组和菲涅耳方程建立了4层棱镜耦合表面等离子体共振的数学模型,之后利用该数学模型进行了数值分析,讨论了入射光波长、棱镜的折射率、金属薄膜及表面介质膜的厚度、介电常数和折射率等因素对表面等离子体共振角谱影响,即引起最小反射系数、共振角和曲线半峰宽度的改变。将光学非线性介质引入到多层膜结构中,讨论光学非线性对表面等离子体共振角谱的影响。对于光学非线性介质,其介电常数与光强相关,我们从麦克斯韦方程组出发,利用传输矩阵建立了含光学非线性介质表面等离子体共振的数学模型。利用该数学模型,讨论了线性和非线性情况下,最小反射系数和共振角的变化趋势,此外,我们还讨论了最小反射系数、共振角和折射率实部和虚部随着光强的变化。

关键词：表面等离子体谐振表面等离子体衰减全反射

几种典型结构中表面等离子体耦合和透射特性研究

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几种典型结构中表面等离子体耦合和透射特性研究

作者：马利国吉林大学

学位级别：硕士

近些年来,传统介质集成光学器件由于衍射极限的限制,在小型化、集成化方面遇到瓶颈,而表面等离子体波可以把能量高度限制在金属介质分界面处。因此,人们开始关注表面等离子体波及其器件,希望能够在微纳米级的器件中得到广泛应用。全文... 详细信息

近些年来,传统介质集成光学器件由于衍射极限的限制,在小型化、集成化方面遇到瓶颈,而表面等离子体波可以把能量高度限制在金属介质分界面处。因此,人们开始关注表面等离子体波及其器件,希望能够在微纳米级的器件中得到广泛应用。全文主要利用ISE TCAD软件对几种典型微纳米级的二维结构进行设计和模拟,分析器件由于表面等离子体现象所引起的电磁辐射耦合和透射特性。全文的研究工作分为五章,内容如下: 第一章概述了表面等离子体理论和发展史,并且简单介绍了论文所采用的数值模拟软件ISE TCAD。第二章介绍了表面等离子体的基本电磁理论和表面等离子体波的四个特征长度参数以及表面等离子体波的几种激发方式。第三章总结了ISE TCAD模拟软件所采用的EMLAB电磁模块,并结合洛伦兹色散模型推导得出描述无穷半平面金属中电磁场传播过程的有限时域差分(FiniteDifference Time Domain,FDTD)法迭代方程组。第四章分析了金属和介质组成的三种典型结构中外加电磁场与表面等离子体波的耦合特性,通过对这几种结构中表面等离子波衰减曲线的比较得到了最佳耦合情况下的结构参数。第五章模拟了外加电磁场在单边凹槽、双边凹槽和凹槽内嵌谐振腔这三种结构中的透射情况,最后结合模拟结果重点对两边凹槽内嵌谐振腔的共振频率进行了理论分析。

关键词：表面等离子体表面等离子体谐振有限时域差分法亚波长金属

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基于相位解算的SPR传感方法及其应用

仪器仪表学报 2012年第10期33卷 2168-2174页

作者：耿俊清余兴龙章恩耀窦福印清华大学精密仪器与机械学系精密测试技术及仪器国家重点实验室北京100084

提出了一种新颖的基于相位解算的表面等离子体谐振(surface plasmon resonance,SPR)传感方法,该方法包括一种基于振镜扫描的表面等离子体谐振实验装置和通过相位解算来确定谐振角的方法。装置采用振镜驱动入射光束进行角度扫描,避免扇... 详细信息

提出了一种新颖的基于相位解算的表面等离子体谐振(surface plasmon resonance,SPR)传感方法,该方法包括一种基于振镜扫描的表面等离子体谐振实验装置和通过相位解算来确定谐振角的方法。装置采用振镜驱动入射光束进行角度扫描,避免扇形光束导致的干涉噪声;同时,选择振镜步进式角度扫描,实现完全同步采集数据,抑制采样时钟及扫描速度抖晃引起的相位噪声。相位解算确定谐振角法将衰减全反射(attenuated total reflection,ATR)曲线转换到频域内处理,可有效克服光源噪声对传感测量的干扰,获得高分辨率。实验结果表明,该装置的折射率测量分辨率可达1.8×10-6,线性区间为1.33～1.38,能满足生物学测量的要求。磺胺甲恶唑(sulfamethoxazole,SMX)与其抗体(Anti-SMX)和MSI-78与固体支撑磷脂膜(solid-supported lipid bilayer,SLB)之间反应的检测又进一步证明,该方法在生物医学中具有良好的应用前景。

关键词：表面等离子体谐振振镜扫描相位解算生物分子相互作用检测

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成像式SPR传感测量中的图像处理方法

光学技术 2007年第5期33卷 673-675,679页

作者：耿俊清章恩耀余兴龙清华大学精密测试技术与仪器国家重点实验室北京100084

介绍了表面等离子体谐振(Surface Plasmon resonance,简称SPR)传感的基本原理,利用衰减全反射方法搭建了一种成像式SPR装置,进行了溶液浓度的测量,通过引入Gabor滤波方法,对采集到的图像进行方向性滤波预处理,显著地抑制了相干噪声,提... 详细信息

介绍了表面等离子体谐振(Surface Plasmon resonance,简称SPR)传感的基本原理,利用衰减全反射方法搭建了一种成像式SPR装置,进行了溶液浓度的测量,通过引入Gabor滤波方法,对采集到的图像进行方向性滤波预处理,显著地抑制了相干噪声,提高了检测稳定性和分辨率。通过重心法计算谐振角,得到装置浓度灵敏度为。

关键词：表面等离子体谐振 Gabor图像滤波溶液浓度折射率测量

表面等离子谐振(SPR)生化分析仪的研制与发展

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现代科学仪器 2007年第2期24卷 3-7页

作者：崔大付张璐璐王于杰李辉刘长春中国科学院电子学研究所传感技术国家重点实验室北京100080

表面等离子谐振(Surface Plasmon Resonance,SPR)生化分析仪是一种基于物理光学原理的新型生化分析系统。近年来SPR传感技术受到重点研究和发展,高通量、高灵敏度、小型化是其发展趋势。SPR生化分析仪在国外已经商品化。国内中国科学院... 详细信息

表面等离子谐振(Surface Plasmon Resonance,SPR)生化分析仪是一种基于物理光学原理的新型生化分析系统。近年来SPR传感技术受到重点研究和发展,高通量、高灵敏度、小型化是其发展趋势。SPR生化分析仪在国外已经商品化。国内中国科学院电子学研究所研制成功具有自主知识产权的一系列SPR生化分析仪,其主要技术指标达到或优于国际上同类设备的先进水平,已在很多研究领域中应用。

关键词：表面等离子体谐振图像高通量便携式电化学生化分析仪