表面等離子體共振(SPR)傳感技術(shù)及在介質(zhì)復折射率測量中的應用.pdf

1、SPR傳感技術(shù)因其靈敏度高、待測物無需純化、可實現(xiàn)免標記、實時和無損傷檢測等獨特優(yōu)點，在臨床診斷、生化制藥及環(huán)境檢測等方面有廣泛的應用前景。本論文以提高SPR傳感的靈敏度和分辨率及拓展SPR技術(shù)的應用范圍為目的，在理論和實驗上對SPR耦合結(jié)構(gòu)、探測光束主要參數(shù)對SPR傳感器性能的影響及SPR技術(shù)在吸收介質(zhì)測量方面的應用等作了較為系統(tǒng)深入的研究，論文取得的創(chuàng)新性成果主要有：
　　 對比分析了四種棱鏡耦合結(jié)構(gòu)(傳統(tǒng)SPR結(jié)構(gòu)、長程S

2、PR結(jié)構(gòu)、耦合等離子體波導共振結(jié)構(gòu)和波導耦合SPR結(jié)構(gòu))SPR傳感器的性能及適用性條件，通過詳實的數(shù)值模擬，重點分析了在角度調(diào)制、波長調(diào)制和強度調(diào)制方式下，不同結(jié)構(gòu)SPR傳感器直接檢測樣品折射率變化和檢測傳感層折射率或厚度變化時的靈敏度、分辨率及線性測量范圍，對SPR傳感器耦合結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設計有重要參考價值。
　　 探討了探測光束準直度、譜線寬度和偏振度對SPR傳感器的影響，發(fā)現(xiàn)三者中探測光束準直度的影響最為顯著。準直度的下降不僅

3、使SPR傳感器分辨率降低，還會造成基于強度檢測的SPR成像傳感器各探測點間反射率和靈敏度差異。上述結(jié)果對SPR傳感器中光源的設計有一定的指導意義。
　　 提出了利用SPR相位差法測量吸收介質(zhì)復折射率的方法。在分析了生物組織的光學特性后，利用該方法實驗測量得到了Intralipid溶液(仿生物組織)和兔血的復折射率，模擬得到實部和虛部的測量不確定度均可達10-4量級。此外，以吸收介質(zhì)復折射率的lorentz模型為基礎(chǔ)，研究了SPR

4、技術(shù)在檢測吸收介質(zhì)樣品折射率實部和虛部變化方面的應用。這些研究拓寬了SPR技術(shù)的應用范圍，并為混濁介質(zhì)復折射率的高精度測量提供了一個可能的方法。
　　 研究了二維亞波長周期SPR結(jié)構(gòu)的傳輸特性并將其應用于折射率傳感，分析了各參數(shù)對透射增強峰的影響并給出了理論解釋和定性分析。結(jié)果表明，在二維周期金屬膜結(jié)構(gòu)上，既有由周期引起的表面等離子體共振，還有其它共振模式；通過調(diào)整結(jié)構(gòu)可以得到比棱鏡耦合SPR的共振峰細銳得多的共振峰，應用于折射