波導結構表面等離子共振傳感器的基礎研究.pdf

1、表面等離子共振（Surface Plasmon Resonance，簡稱SPR）傳感器在生物檢測中表現(xiàn)出靈敏度高、檢測速度快、可實時監(jiān)測等多種優(yōu)良性能受到很多研究人員的關注。迄今為止，很多的公司都研制出各種商業(yè)化的SPR傳感器。傳統(tǒng)的SPR傳感器雖具有其他傳感器不可比擬的優(yōu)勢，但由于傳統(tǒng)的SPR傳感器的分辨率較低，不能滿足生物研究和醫(yī)學領域的高要求。波導結構SPR傳感器的分辨率比傳統(tǒng)SPR傳感器高一個數(shù)量級，可以檢測到更小的折射率變化量

2、。
　　傳統(tǒng)三層結構（被測物/金屬/介質）的SPR傳感結構在角度調制下，由于反射率曲線較寬，當被測物折射率變化較小時，無法準確判斷共振角的移動量。本文以提升傳感器的探測極限為目標研究了等離子長程表面共振（Plasmon Long-Range Surface Resonance）傳感結構和耦合等離子體-波導共振（Couple Plasmon-Waveguide Resonance）傳感結構。LRSPR結構是在介質層與金屬層之間引入一

3、層氟化鎂波導層，通過模擬得到不同厚度的金屬層和氟化鎂波導層對反射率曲線的影響（共振角、半峰寬和共振深度），金屬層和氟化鎂層最佳配比為：銀膜40nm，氟化鎂800nm；金膜30nm，氟化鎂700nm。尤其對于金膜結構，在最優(yōu)配置下，反射率曲線的半峰寬為0.87nm。CPWR結構是在金屬層和被測物之間引入一層波導層，文中分別研究了氟化鎂波導和二氧化硅波導對反射率曲線的影響。通過研究，我們發(fā)現(xiàn)如果波導層的厚度在10nm以內，CPWR的反射率曲