收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于波长调制SPR折射率测量系统研究

黄妍  
【摘要】:表面等离子激元共振(Surface Plasmon Resonance, SPR)现象对于与产生表面等离子激元的金属薄膜相接触介质(或膜层)的折射率极其灵敏,基于这种特性,SPR传感检测技术倍受关注,并且得到快速发展,已在生物传感、化学分析、药品研发、食品安全、环境监测、医学诊断等领域得到广泛应用。SPR传感器有四种调制方式,即角度、波长、强度和相位调制。本论文将开展基于波长调制的SPR传感检测技术研究,拟解决的关键问题包括:金属薄膜色散特性的准确测定;折射率测量过程中量程与灵敏度及分辨率相互制约问题;气体敏感膜的波长敏感特性的快速分析等。 采用波长调制SPR检测技术,确定金属薄膜的厚度和光学色散特性。金属薄膜复折射率和厚度的准确测量对SPR传感技术十分关键,其原因有两点:金属薄膜本身是SPR传感器的重要组成部分,其介电常数和厚度直接决定了传感器的性能;利用SPR技术分析其它介质时,金属薄膜本身的光学和几何参数必须首先被精确测量。对于波长调制型SPR传感器,则需要获得覆盖一定波长范围的金属薄膜的介电常数信息,即金属薄膜的色散特性。目前已报道的利用SPR技术测量金属薄膜在某一单波长处以及数个波长处(色散)的介电常数,均采用的是角度调制方法。利用角度调制方法研究色散特性,研究方法本身就注定了测量过程的复杂性和较大的离散性,原因是对于数十个波长中的每个波长,都要分别重复进行角度扫描测量。本论文中,我们将采用波长调制方法,也就是利用表面等离子激元的频谱特性,来测量金属薄膜色散特性和厚度。利用宽带光源(卤钨灯),只须进行一次角度扫描,即可同时测定几十个波长处金属薄膜的介电常数和膜厚,进而获得相应的色散曲线。 波长与角度共同调制型SPR折射率测量系统研究。对于波长调制型SPR传感器,其折射率检测灵敏度随波长的增加而提高。我们将采用处于长波长处且带宽相对较窄的宽带光源(700nm~900nm),利用表面等离子激元的反射功率谱来测量周围介质的折射率,从而获得相对较高的灵敏度和分辨率。但是光源带宽的减小,必然使可测量折射率的量程缩小。为了解决量程与灵敏度及分辨率之间相互制约问题,我们将采取分段测量方法:将入射光调变到几个不同的入射角,每个入射角对应于不同的折射率测量范围,通过波长与角度共同调制的方法,既覆盖整个折射率测量范围,又提高了检测灵敏度和分辨率。 利用表面等离子激元的频谱特性分析SPR传感膜的波长敏感特性。我们将以乙醇气体敏感膜(Cr-Au-TiO2三层膜系)为例,利用表面等离子激元的频谱特性,准确、方便地给出敏感膜系的波长-折射率变化关系,进而给出敏感膜的波长灵敏度特性。这种分析方法,对于敏感膜的设计、优化和制备提供了有效的实验检测手段。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 赵杰,崔大付;用SPR法对有序分子薄膜的测量[J];计量与测试技术;1996年05期
2 高晓明,黄伟,李子尧,方黎,张为俊;CO_2分子的近红外二极管激光吸收光谱灵敏探测[J];光学学报;2003年05期
3 张瑞英,董杰,周帆,李国华,边静,冯志伟,王圩;窄条宽化学气相沉积选区生长InP系材料波长调制的研究[J];中国激光;2002年09期
4 李劲松;高晓明;吴涛;谈图;方黎;张为俊;;灵敏的基于分布反馈式半导体激光波长调制光声光谱(英文)[J];原子与分子物理学报;2007年01期
5 邵杰,高晓明,袁怿谦,杨颙,曹振松,裴世鑫,张为俊;信号处理改善波长调制光谱灵敏度的实验研究[J];物理学报;2005年10期
6 邵杰;高晓明;杨顒;黄伟;裴世鑫;袁怿谦;周士康;张为俊;;1·31μm附近CO_2的高灵敏度吸收光谱[J];光谱学与光谱分析;2006年02期
7 刘乐;何永红;马辉;郭继华;;使用并行扫描光谱SPR成像方法检测DNA微阵列[J];生物物理学报;2009年S1期
8 蔡汉莉;胡文彬;张艳晓;丁莉芸;陈伟;;光纤光栅锈蚀传感器在不同湿度下的特性研究[J];光子学报;2011年05期
9 李丹丹;余有龙;徐海;干蜀毅;戴佳鑫;;基于单模纤锥表面等离子体共振的折射率传感[J];黑龙江大学自然科学学报;2011年03期
10 董磊,马维光,尹王保,李昌勇,贾锁堂;基于1.6μm甲烷气体吸收线的半导体激光器频率稳定性分析[J];光子学报;2005年04期
11 ;光谱学与光谱技术[J];中国光学与应用光学文摘;1999年03期
12 李宁;严建华;王飞;池涌;岑可法;;利用VCSEL激光二极管在1.58μm波段对CO_2气体温度的测量[J];燃烧科学与技术;2008年05期
13 郭潇;刘先勇;郭锋;田进;蒙瑰;;光声气体检测系统中半导体激光器的波长调制[J];西南科技大学学报;2011年01期
14 李宁;翁春生;;非标定波长调制吸收光谱气体测量研究[J];物理学报;2011年07期
15 徐朋,徐达传,李忠华,钟世镇;颈部SPR术中脊神经后根节段定位的临床解剖学研究[J];中国临床解剖学杂志;2000年01期
16 李政颖;王洪海;姜宁;程松林;赵磊;余鑫;;光纤气体传感器解调方法的研究[J];物理学报;2009年06期
17 赵福庭;陈绮;;薄膜折射率色散对波长调制法及双色法膜厚控制的影响[J];激光与红外;1982年02期
18 王琼,蔡国强,费俭,周美云,郭礼和;利用SPR原理研究mGAT-1基因5’区域和组织核蛋白的相互作用[J];实验生物学报;1999年03期
19 樊宏;高晓明;鲍健;王霞;黄腾;黄伟;曹振松;张为俊;;天然气管道泄漏可调谐二极管激光遥感探测的研究[J];光谱学与光谱分析;2006年08期
20 崔大付;梁金庆;蔡浩原;王军波;李亚亭;王于杰;刘长春;郑自攀;;高通量、多组分表面等离子体谐振生化分析系统研究[J];自然科学进展;2007年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 张恺;顾大勇;邵永红;屈军乐;牛憨笨;;基于光纤线阵的多通道SPR传感器的研究[A];中国光学学会2011年学术大会摘要集[C];2011年
2 陈忠;;应用SPR技术对人乳头状瘤病毒的分型检测[A];中华医学会病理学分会2010年学术年会日程及论文汇编[C];2010年
3 牛利;包宇;毛燕;;电化学系统及其与表面等离子体共振联用测量[A];中国化学会第28届学术年会第9分会场摘要集[C];2012年
4 姚桂红;黄春芳;梁汝萍;邱建丁;;基于磁性分子印迹的SPR传感器构建及其农残检测应用[A];中国化学会第28届学术年会第10分会场摘要集[C];2012年
5 詹舒越;王晓萍;赵光灿;;痕量污染物浓度的SPR生物检测方法与实验研究[A];有毒化学污染物监测与风险管理技术交流研讨会论文集[C];2008年
6 郑海富;杜学忠;;含糖配体二元单层膜增强靶向蛋白识别的SPR和IRRAS光谱研究[A];第十五届全国光散射学术会议论文摘要集[C];2009年
7 刘乐;何永红;马辉;郭继华;;使用并行扫描光谱SPR成像方法检测DNA微阵列[A];第十一次中国生物物理学术大会暨第九届全国会员代表大会摘要集[C];2009年
8 唐彬;徐抒平;安静;徐蔚青;;利用三角板与圆盘银纳米粒子探讨SERS与SPR关系[A];第十五届全国光散射学术会议论文摘要集[C];2009年
9 胡家文;徐丽君;李建锋;郭红燕;任斌;田中群;;“借力法”过渡金属SERS基底:SPR从恒定到可调[A];第十五届全国光散射学术会议论文摘要集[C];2009年
10 郑先亮;邵云亮;唐彬;郭党威;徐抒平;徐蔚青;赵冰;;氯离子刻蚀银纳米粒子过程的光谱研究[A];中国化学会第26届学术年会纳米化学分会场论文集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 黄妍;基于波长调制SPR折射率测量系统研究[D];黑龙江大学;2012年
2 张颖颖;表面等离子体共振(SPR)传感技术及在介质复折射率测量中的应用[D];南京理工大学;2009年
3 佘永新;氯磺隆分子印迹聚合物的合成、分子识别及其SPR传感器的研究[D];中国农业科学院;2010年
4 定翔;相位调制SPR成像检测生物分子相互作用的方法研究[D];清华大学;2009年
5 叶飞;PPARγ拮抗剂发现及15d-PGJ_2在PPARγ/TGFβ/Smad2通路中的调控作用研究[D];中国科学院研究生院(上海生命科学研究院);2006年
6 张景超;光纤光学式甲烷气体传感器的设计与实验研究[D];燕山大学;2006年
7 艾菁;Tat蛋白上肝素新结合位点的确定及其功能研究[D];中国海洋大学;2009年
8 李宁;基于可调谐激光吸收光谱技术的气体在线检测及二维分布重建研究[D];浙江大学;2008年
9 朱莉;新型多酸有机亚胺衍生物的研究[D];湘潭大学;2008年
10 于永江;面向小分子检测的SPR传感器研究[D];吉林大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 战磊;一种光纤SPR传感器的设计及实现[D];重庆大学;2011年
2 胡志强;激光二极管波长调制技术用于氧气浓度检测的研究[D];暨南大学;2004年
3 王家璐;基于SPR技术的中药制剂检测方法研究[D];哈尔滨工程大学;2012年
4 李奇林;全自动多通道SPR检测仪器的设计与实现[D];浙江大学;2011年
5 曲丽洁;用于动物性食品中莱克多巴胺快速检测的SPR技术研究[D];华中农业大学;2010年
6 李峰杰;金纳米棒对SPR传感器灵敏度增强效用的研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2010年
7 张延彪;SPR生物传感器对人免疫球蛋白G与木瓜蛋白酶相互作用研究[D];山东农业大学;2012年
8 林钊;农产品中阿特拉津残留的快速、高灵敏SPR检测方法研究[D];湖南农业大学;2012年
9 田浩;一种小型化SPR生物传感器光路结构的设计与实现[D];重庆大学;2012年
10 胡枫江;增强型一字线激光器式光学SPR生物传感器构建及实验研究[D];河南农业大学;2012年
中国重要报纸全文数据库 前7条
1 北电网络中国公司 徐翀;光网络发展展望[N];通信产业报;2000年
2 张海波;混合自行车在日受青睐[N];国际经贸消息;2002年
3 驻韩国使馆经商处;手机成为韩国出口新主力[N];国际商报;2001年
4 远;TNT邮政与英、新邮政联盟[N];国际商报;2002年
5 本报记者 曹红艳;掌上平台之争还有得瞧[N];科技日报;2001年
6 张颀;吉通公司 IP业务用户近八十万[N];人民邮电;2000年
7 记者 林紫玉;第六届CDMA年会闭幕[N];通信产业报;2001年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978