共線光外差干涉系統(tǒng)及其在相位調(diào)制SPR傳感技術(shù)中的應(yīng)用.pdf

1、相位調(diào)制表面等離子體共振傳感技術(shù)，是當(dāng)前國(guó)內(nèi)外生化、醫(yī)藥等領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。結(jié)合光外差檢測(cè)技術(shù)測(cè)量靈敏度高和表面等離子體共振時(shí)p光的相位發(fā)生突變而s光的相位基本不變的特性，構(gòu)建了共線激光外差干涉系統(tǒng)。本文研究的目的是利用共線激光外差干涉系統(tǒng)和Kretschmann結(jié)構(gòu)的傳感裝置，搭建高靈敏度相位調(diào)制表面等離子體共振傳感器，研究同時(shí)測(cè)量相位和古斯-漢欣位移的方法，通過(guò)測(cè)量相位或古斯-漢欣位移，感知樣品折射率的微小變化。這些工作，對(duì)研究相位變

2、化與古斯-漢欣位移增強(qiáng)的相關(guān)性具有重要的理論意義，對(duì)優(yōu)化和改進(jìn)現(xiàn)有的相位調(diào)制表面等離子體共振傳感檢測(cè)方法以及設(shè)計(jì)微納米級(jí)波導(dǎo)型光學(xué)器件具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
　　主要研究?jī)?nèi)容有:(1)以光的電磁理論為基礎(chǔ)，討論了光的偏振態(tài)、全反射特性和表面等離子體共振傳感理論，包括倏逝波、古斯-漢欣位移及其與偏振態(tài)的關(guān)系、衰減全反射、光在金屬中的傳輸特性、表面等離子體共振產(chǎn)生條件和Kretschmann結(jié)構(gòu);(2)分析了光的偏振顯示及其在橢圓偏光測(cè)量

3、中的應(yīng)用，包括偏振顯示原理、偏振方向顯示實(shí)驗(yàn)和橢圓偏光測(cè)量實(shí)驗(yàn);(3)闡述了彈光效應(yīng)、彈光系數(shù)、聲光衍射、正常和異常布拉格衍射以及聲光調(diào)制器的基本結(jié)構(gòu)及工作原理，研究了聲光調(diào)制器驅(qū)動(dòng)源數(shù)字線性電壓控制技術(shù)，測(cè)量了驅(qū)動(dòng)電壓和1級(jí)衍射光功率;(4)構(gòu)建了布拉格衍射實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，研究了鉬酸鉛聲光調(diào)制器的幅度特性、頻率特性、偏振特性以及衍射特性（衍射級(jí)次間互影響及頻移漂移特性），分析了聲光調(diào)制器的光強(qiáng)調(diào)制以及光束漂移對(duì)激光外差測(cè)量系統(tǒng)相位特性的影響

4、，基于此，構(gòu)建了雙聲光調(diào)制器共線激光外差測(cè)量系統(tǒng)，對(duì)其相位特性以及索列爾-巴比涅補(bǔ)償器的標(biāo)定方法進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究;(5)利用Kretschmann結(jié)構(gòu)，研究了表面等離子體共振技術(shù)增強(qiáng)古斯-漢欣位移的特性，利用棱鏡波導(dǎo)結(jié)構(gòu)對(duì)古斯-漢欣位移進(jìn)行了模擬研究，構(gòu)建了共線激光外差相位調(diào)制表面等離子體共振傳感實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，完成了相位測(cè)量實(shí)驗(yàn)。在此基礎(chǔ)上，研究了同時(shí)測(cè)量相位和古斯-漢欣位移的方法。
　　其主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)有:(1)制作了具有256級(jí)灰度線性

5、聲光調(diào)制器驅(qū)動(dòng)電源（包括聲光調(diào)制器驅(qū)動(dòng)電源、微處理器、電子模擬開(kāi)關(guān)和線性電壓補(bǔ)償技術(shù)），改善了驅(qū)動(dòng)電源的線性度;(2)將雙聲光調(diào)制技術(shù)和偏振分光技術(shù)融合在一起，研究了拍頻為“中頻差”的單束正交線偏光產(chǎn)生系統(tǒng)，構(gòu)建了共線激光外差測(cè)量系統(tǒng)，對(duì)其相位特性以及索列爾-巴比涅補(bǔ)償器的標(biāo)定進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究;(3)研究了棱鏡底角為共振角附近某一角度的Kretschmann結(jié)構(gòu)，完成了棱鏡波導(dǎo)結(jié)構(gòu)古斯-漢欣位移模擬研究;(4)研究了偏振可視的橢圓偏光測(cè)量