表面等离子体共振

摘要： 为了优化基于D型光子晶体光纤单层金属膜折射率传感器的性能,提出了一种基于金银复合膜的D型光子晶体光纤表面等离子体共振(PCF-SPR)效应传感器.该传感器具有结构简单、灵敏度高、能有效减少银的氧化、半高宽窄等优点.利用有限元法对所提出的传感器结构进行了模态分析,以评估该传感器的各项参数.仿真结果表明:在纤芯小空气孔直径为0.20μm、大空气孔直径为0.75μm、气孔间距为2.00μm、金膜的厚度为15 nm、银膜的厚度为30 nm时,最大折射率灵敏度为6400.00 nm/RIU,分辨率为1.56×10^(-6) RIU;在相同结构中,相比于单层金膜的折射率灵敏度提高了120%,分辨率提高了95%.该传感器可应用于高灵敏度折射率传感或温度传感等领域.

摘要： 提出了一种具有增强灵敏度的锥形光纤二硫化钨(WS_(2))-金(Au)表面等离子体共振(SPR)传感器。通过传输矩阵方法对传感器进行了理论模拟,评估了传感器的可行性。在锥形光纤上依次涂覆WS_(2)和溅射金膜进行传感实验,该传感器的实验折射率灵敏度可达4158.171 nm/RIU,比多模光纤SPR传感器提高了125.8%,比锥形光纤Au-WS_(2)SPR传感器提高了50.1%。此外,该传感器中的WS_(2)不易脱落,表现出良好的可靠性。该传感器结构简单、易于制造,具有高的折射率灵敏度,在生化传感领域具有良好的应用前景。

摘要： 基于表面等离子体共振(SPR)原理,分析了D型高双折射光子晶体光纤(HB-PCF)的折射率传感特性。模拟研究了抛磨角度对双折射、折射率传感灵敏度的影响。仿真结果表明:当抛磨面离纤芯的高度小于1.5倍占空比时,抛磨面离纤芯越近,双折射越小;随着抛磨角度的增加,双折射先增加后减小,折射率传感灵敏度随之减小;当抛磨角度为0°且折射率范围在1.330~1.390时,D型HB-PCF的平均折射率灵敏度高达2833.33 nm/RIU。此外,制备了一种D型高双折射率光子晶体光纤SPR传感器,实验测得其折射率灵敏度约为1711.83 nm/RIU。D型HB-PCF SPR传感器可应用于生物、化学和环境监测等领域。

摘要： 表面等离子体共振是一种免标记的传感技术,当介质周围的介电常数发生改变时,则SPR谐振光谱特性也会随之改变。因此表面等离子体共振传感技术已广泛应用于生物化学和环境监测等领域。由于二氧化钛(TiO_(2))覆盖层不仅可以保护金属层,还能调谐SPR谐振的光谱强度和谐振波长于近红外波段,应用于1550 nm的光纤传感,其氧化还原反应还能使其用于检测气体。由于氢气易燃易爆性,随着氢能源的广泛应用,因此对低浓度氢气检测技术研究具有特殊的意义。提出一种可更换银/二氧化钛复合膜的表面等离子共振的气体传感器,研究了SPR传感器在1550 nm近红外波段对气体的敏感特性。研制了可更换银/二氧化钛复合膜的表面等离子共振(SPR)气体传感器。研究了在近红外波段对气体的表面等离子体共振光谱特性。仿真计算Kretschmann棱镜耦合的四层结构模型的共振光谱强度与银膜厚度,二氧化钛厚度和棱镜材料的关系,优化了Ag和TiO_(2)层的厚度以获得最大灵敏度,得到的最佳膜厚是45 nm Ag和110 nm TiO_(2)。Ag/TiO_(2)薄膜设计为可更换的一次性气敏膜,采用蒸镀和溅射方法镀膜,制备成本文所使用的SPR传感器。利用Ag/TiO_(2)薄膜在复合界面产生SP共振光谱的移动,对气体进行测试。采用Kretschmann棱镜耦合结构的光谱波长检测实验系统。固定光源和入射角,测量波长的偏移量。宽光源(波长范围:1462~1662 nm)通过环形器、准直器,照射到棱镜和可更换的Ag/TiO_(2)敏感膜,经全反射(TIR)后,再由高反射镜反射回传感膜,并以相同的TIR角和光路再次反射回到准直器,从而被光谱仪检测。实验结果表明,Ag/TiO_(2)复合膜可以调谐共振波长到1550 nm近红外波段,增强该传感器的光谱灵敏度,低浓度(14.7%~25%)氢气下的灵敏度可达-8.305 nm·%^(-1)。并且可通过更换气敏膜检测不同的气体,增加生物相容性和气体传感能力。

摘要： 提出了一种基于表面等离子体共振(SPR)效应增强的光子晶体光纤折射率传感器。该传感器结构通过光纤熔接机拼接光子晶体光纤(PCF),在光子晶体光纤中间引入一个空气孔形成PCF-空气孔-PCF的光纤传感结构,随后使用磁控溅射镀膜工艺在其表面沉积一层薄金膜制备而成。实验探究了折射率及温度对传感器的响应。结果表明,在1.333~1.389的折射率范围内,所提出的传感器的平均折射率灵敏度为2 142.52 nm,且测量线性度为0.981,品质因子约13.10。实验结果表明该传感器对温度不敏感。相比于无空气孔的PCF传感结构,引入的空气孔增强了SPR效应,使得传感器拥有良好的共振峰深度。得益于上述优势,该类型传感器有望在生物医学、环境监测等领域得到应用。

摘要： 设计并分析了一种高灵敏度表面等离子体共振(SPR)传感器,该传感器由偏芯D型结构的十重光子准晶光纤(PQF)组成,并局部涂覆氧化铟锡(ITO)。偏芯D型结构可以使液体分析更加方便,增强了纤芯模与SPP模之间的耦合,提高了传感灵敏度。采用有限元法对传感器的特性进行研究。结果表明,传感器的波长灵敏度随折射率(RIs)的增大而增大,最大波长灵敏度和分辨率分别为60000 nm/RIU和1.67×10^(−6) RIU。该传感器性能优良,在液体折射率测量方面具有很大的应用潜力。

摘要： 石墨烯和纳米颗粒的复合材料具有新颖的光学和电学特性,被广泛应用于信息传感、光电转换、医学诊断等领域,具有十分广阔的发展前景.虽然石墨烯拥有优异的光电性能,可以实现对随机激光性质的调控,但目前实现特殊结构的石墨烯与金属纳米结构的复合过程复杂繁琐,利用石墨烯有效降低随机激光阈值仍存在挑战.本文利用便捷的化学还原及吸附法制备Au/石墨烯结构,以染料DCJTB为增益介质,使用旋涂法制备了均匀的薄膜样品;研究对比Au纳米颗粒和Au/石墨烯结构随机激光特性,分析了石墨烯的作用机理.研究结果表明,Au/石墨烯复合材料透射峰与增益介质的光致发光光谱峰最为接近,对于染料分子的能级迁跃起到了促进作用.在相同的增益介质中,石墨烯的加入不仅使得光子在无序介质中散射频次增加,促进了增益效果,而且增强了Au纳米颗粒表面的等离子体共振效应.二者相互协同,展现出了优异的随机激光特性,阈值降低至2.8μJ/mm^(2);对样品重复测量可得样品的激射重复性较强、品质较高.本研究对促进随机激光应用、实现高性能的光电器件起到了一定的推动作用.

摘要： 表面等离子体共振具有无需标记样品和实时检测等优点,广泛应用于药物筛选以及生物、药物、食品等领域的检测。构建合适的生物传感界面是提高检测灵敏度和选择性的重要途径。该文介绍了利用化学偶联生物识别分子的非定向固定方法,以及利用化学键合或生物分子的特异性反应定向固定生物识别分子的方法,比较了两种固定方法的优缺点,并讨论了未来的发展趋势。

摘要： 表面等离子体共振技术的应用日益广泛,但是由于其敏感单元制备复杂,尤其是光纤表面等离子体共振传感系统的传输效率较低,使得此类传感实验很难在本科教学中进行开展。本文提出了一种多模-单模结构光纤SPR传感实验,简化了敏感单元的结构,提高了传输效率。通过对水、丙酮、乙醇、异丙醇和正硅酸乙酯进行了实验测量,结果表明,该实验装置的平均灵敏度可以达到2902 nm/RIU,敏感单元制作简单,制作成功率高,非常适合于本科教学中采用。

摘要： 表面等离子体共振(Surface plasmon resonance,SPR)传感器具有灵敏度高、响应速度快和抗干扰等特点,在生物传感、环境监测和食品安全等方面得到广泛应用。以波长调制型SPR传感器为研究对象,对波长调制型SPR反射功率谱进行仿真,运用Matlab软件中的GUIDE模块建立可调节参量的波长调制型SPR传感器仿真界面,实现可视化虚拟实验平台的设计和开发。构造高灵敏度SPR传感器的前提是对系统各层材料、入射角和入射波长等参数进行优化设计,所研究虚拟实验平台可以通过数值模拟分析SPR传感器的性能及最优化参数,以此来对传感器的系统和结构进行改进和设计。

摘要： 本文以SU-8光刻胶作为波导芯层材料,设计了基于连续金膜的掩埋条形表面等离子体共振(SPR)波导传感器,理论计算了待测液体折射率对表面等离子体共振曲线的影响.结合实验中遇到的信号光衰减问题,采用Maxwell-Garnett有效介质理论分析了波导表面粗糙度对共振吸收峰的影响,计算结果表明:引入表面粗糙度修正后,吸收峰强度变弱,吸收峰向长波长方向移动.

摘要： 从理论方面分析了表面等离子体共振(SPR)的条件,以及其角度和厚度、液体折射率的关系,设计了实验装置,制备了金膜和纳米金胶体溶液,测量了不同厚度金膜的SPR角谱和不同金胶体溶液的角谱,得到了不同金胶体溶液的折射率。

摘要： 本文对表面等离子体共振技术在微痕量爆炸物检测上的优势与存在的问题进行了探讨,并指出了表面等离子体共振技术应用于实际办案可能的发展方向.表面等离子体共振(Surface Plasmon Resonance,SPR)是一种物理光学现象.基于该原理的分析检测方法具有灵敏度高、响应快、免标记等特点.本文简要介绍了表面等离子体共振原理及基于该原理的不同分析方法,对其在微痕量爆炸物检测中的研究成果进行了综述.这一分析方法可在天然条件下实现无损、实时、原位、动态测量,已被广泛应用于生物学、医学、化学、法庭科学等领域.

摘要： 采用光诱导法制备片状三角形纳米银粒子,利用紫外-可见光分光光度计(UV-Vis)和透射电子显微镜(TEM) 对处于不同生长阶段的纳米银胶体进行光谱性质和形貌表征,并对纳米银的生长机制、光诱导机理和柠檬酸钠的影响作了着重阐述.实验结果表明,柠檬酸钠能够有效地诱导球形向片状三角形转变,与表面等离子体共振(Surface Plasmon Resonance,SPR) 同为光诱导法制备片状纳米银的关键因素.

摘要： 利用较薄的光吸收层充分吸收太阳光是薄膜太阳电池的一大难点.本文利用有限时域差分法(FDTD)计算并设计了一种以图形化铝片为衬底的非晶硅薄膜太阳电池,通过调节图形化衬底的特征尺寸,实现了宽光谱的吸收增强,并通过实验进行了验证.图形化衬底一方面起到传统绒面陷光的效果,减少了对短波长光的反射,另一方面图形化的背反层还能促进金属表面等离子体共振的激发以及波导模式的耦合,有效提高了非晶硅吸收层对长波长光的吸收,在吸收带边达到了接近40 倍的吸收增强.结果表明,图形化衬底在全光谱范围内(300 nm 至800 nm)提高了非晶硅薄膜太阳电池的光吸收,230 nm 厚的吸收层就能达到普通非晶硅薄膜太阳电池的光吸收效果,利用该方法有望研制出低成本、高效率的硅基薄膜太阳电池.

摘要： 单个金纳米粒子的研究具有良好的应用前景，但是文献主要集中应用金种制备金纳米粒子和金纳米棒，对单个金纳米棒氧化生成特定金纳米粒子的研究较少1,2,3。本文研究了单个金纳米棒的空间导向氧化过程，为制备特定粒径的金纳米粒子做铺垫。并通过理论推导，印证单个金纳米棒的空间导向氧化机理。本文在表面等离子体共振散射理论的指导下，采用倒置暗场显微镜研究了单个金纳米棒的氧化过程。rn 本文在归纳了国内外关于金纳米棒的研究现状的基础上,使用十六烷三甲基溴化铵（CTAB）和氯金酸共同作用，观察金纳米棒的空间导向氧化过程。其原理是金纳米棒表面的曲率半径不同，使氯金酸-CTAB 胶束微团的主要分布在金纳米棒两端，导致其氧化速度不同，表现为长轴不断缩短的过程4,5。实验中探索了金纳米棒、十六烷三甲基溴化铵（CTAB）rn 与氯金酸三种主要试剂的反应配比6。研究了金纳米棒空间导向氧化过程中的形态变化，并尝试通过理论计算与实验结果相互印证的方法，探究氧化的机制7,8,9,10。实验发现在等离子体共振最大吸收峰为600nm、HAuCl4（0.05mmol/L）、CTAB（0.10mmol/L）时，其紫外-可见光谱表现为先蓝移后红移，其暗场散射光谱显示为蓝移。rn 总之，本文研究结果证明，基于表面等离子体共振散射理论对单个纳米粒子散射光谱进行研究，具有简单、快捷等优点，是研究金纳米棒的传感、成像、检测、光学性质的可行方法。

摘要： 利用自行搭建的角度分辨的拉曼光谱仪，检测了银光栅结构基底的表面等离子体共振吸收性质，并在入射角为共振角时检测了不同接收角度下的表面增强拉曼散射光谱，探讨了表面等离子体与表面增强拉曼散射的相互联系。利用银光栅基底可以使SERS光谱发射立体角减小的特性，可以设计定向发射的SERS基底，以得到更好的增强效果，而且可以提高基底的重现性。

摘要： 聚合物材料具有多样性，容易修饰和掺杂；与生物材料兼容，用于活体传感安全性好；材料的温度和力学敏感性高。聚合物光纤芯径大，数值孔径(NA)大，与光源和接收器件的耦合效率高，端面处理简易、连接简便，易对准，系统成本低。抗断裂强度高和柔韧性好，可应用于弯曲场合或粗糙环境进行传感。本文分析了表面等离子体共振的基本原理，提出了一种基于聚合物光纤的波长调制型SPR传感器。构建了角度调制型SPR可传感系统，并从理论和实验上探讨了各部件参数选取对测量结果的影响。

摘要： 采用阳极氧化法制备了Ti02纳米管阵列薄膜(Ti02 NTs )，同时借助微波化学还原法制备了Ag负载的Ti02纳米管阵列(Ag/Ti02NTs)。采用XRD, SEM. PL, LJV Vis, Raman等对其进行了表征。

摘要： 采用阳极氧化法制备了Ti02纳米管阵列薄膜(Ti02 NTs )，同时借助微波化学还原法制备了Ag负载的Ti02纳米管阵列(Ag/Ti02NTs)。采用XRD, SEM. PL, LJV Vis, Raman等对其进行了表征。

摘要： 本发明公开了一种表面等离子体的光谱术方法，其在于：把电磁波入射到衍射光栅上，在该衍射光栅上表面等离子体激发和电磁波波长谱的发散通过衍射同时发生。衍射电磁辐射的波长谱中强度的空间分布的变化被测量，所述变化归因于表面等离子体的激发。表面等离子体的光谱术可以是利用至少两种电磁波或单个电磁波的不同部分在至少两个衍射光栅或单个光栅的不同区域中同时进行的。电磁波可以从电磁辐射的至少两个单色源或者单个多色源中发射。波长发散的衍射电磁辐射的特性通常用至少两个单独的探测器、探测器线性阵列或探测器二维阵列来探测。多通道SPR传感器的传感器元件(1)包含一个或多个衍射光栅，所述衍射光栅用金属层(7)进行完全或部分镀膜，以激发表面等离子体(2)。所述传感器元件(1)的至少一个感测区域(12)用包含被选分子的层进行完全或部分镀膜，用以研究分子及其交互作用或者用以探测化学或生物物质。

摘要： 本发明涉及一种等离子体传感器装置，其具有光源、金属薄膜、能绕着至少一个旋转轴转动的至少一个微镜和检测器，所述光源构造用于产生相干光，所述金属薄膜在一侧上至少部分地由分析物分子覆盖，所述至少一个微镜如下定位和构造，以使得相干光能够从光源在一个入射角下偏转到金属薄膜的一侧上，其中，通过所述至少一个微镜绕着至少一个旋转轴转动能够改变所述入射角，所述检测器构造用于根据入射角确定被偏转到金属薄膜上的并且从那里被再次反射的光的强度，其中，由光源产生的相干光具有下述特性，根据入射角能够激励金属薄膜中的表面等离子体。

摘要： 本发明提供一种电测定型表面等离子体激元共振传感器，具备等离子体激元共振增强传感器芯片和电测定装置，所述等离子体激元共振增强传感器芯片是将依次配置有电极、硅半导体膜和等离子体激元共振膜电极的传感器芯片与棱镜按照所述棱镜、所述电极、所述硅半导体膜和所述等离子体激元共振膜电极的顺序配置而成的，所述电测定装置由所述电极和所述等离子体激元共振膜电极直接测定电流或电压。

摘要： 本发明公开了一种表面等离子体的光谱术方法，其在于：把电磁波入射到衍射光栅上，在该衍射光栅上表面等离子体激发和电磁波波长谱的发散通过衍射同时发生。衍射电磁辐射的波长谱中强度的空间分布的变化被测量，所述变化归因于表面等离子体的激发。表面等离子体的光谱术可以是利用至少两种电磁波或单个电磁波的不同部分在至少两个衍射光栅或单个光栅的不同区域中同时进行的。电磁波可以从电磁辐射的至少两个单色源或者单个多色源中发射。波长发散的衍射电磁辐射的特性通常用至少两个单独的探测器、探测器线性阵列或探测器二维阵列来探测。多通道SPR传感器的传感器元件(1)包含一个或多个衍射光栅，所述衍射光栅用金属层(7)进行完全或部分镀膜，以激发表面等离子体(2)。所述传感器元件(1)的至少一个感测区域(12)用包含被选分子的层进行完全或部分镀膜，用以研究分子及其交互作用或者用以探测化学或生物物质。

摘要： 本发明涉及一种等离子体传感器装置，其具有光源、金属薄膜、能绕着至少一个旋转轴转动的至少一个微镜和检测器，所述光源构造用于产生相干光，所述金属薄膜在一侧上至少部分地由分析物分子覆盖，所述至少一个微镜如下定位和构造，以使得相干光能够从光源在一个入射角下偏转到金属薄膜的一侧上，其中，通过所述至少一个微镜绕着至少一个旋转轴转动能够改变所述入射角，所述检测器构造用于根据入射角确定被偏转到金属薄膜上的并且从那里被再次反射的光的强度，其中，由光源产生的相干光具有下述特性，根据入射角能够激励金属薄膜中的表面等离子体。

摘要： 这里所公开的是一种用于在等离子体室中生成等离子体的等离子体室设置方法。制备多个等离子体线圈，包括第一等离子体源线圈、第二等离子体源线圈和第三等离子体源线圈，该第二等离子体源线圈在其中心部分具有高于第一等离子体源线圈蚀刻速率的蚀刻速率，该第三等离子体源线圈在其边缘部分具有高于第一等离子体源线圈蚀刻速率的蚀刻速率。将第一等离子体源线圈设置在等离子体室上，并蚀刻测试芯片。对测试芯片的每个位置的蚀刻速率进行分析，并基于分析结果利用第二等离子体源线圈或第三等离子体源线圈代替第一等离子体源线圈。

摘要： 本发明提供表面等离子体共振传感器用芯片和表面等离子体共振传感器。在透明基板(12)的上表面形成有Au等金属层(13)。在金属层(13)的上表面形成厚度互不相同的介电质层(14a、14b、14c)(任意一个介电质层的厚度也可为0)，分别构成测定区域(15a、15b、15c)。并且，在介电质层(14a、14b、14c)的上表面固定不同种类的抗体(22a、22b、22c)。而且，对照射光而在测定区域(15a、15b、15c)反射的信号进行接收，分析将其分解后得到的信号，从而能够同时检测各测定区域的表面状态。

摘要： 本发明提供表面等离子体共振传感器用芯片和表面等离子体共振传感器。在透明基板(12)的上表面形成有Au等金属层(13)。在金属层(13)的上表面形成厚度互不相同的介电质层(14a、14b、14c)(任意一个介电质层的厚度也可为0)，分别构成测定区域(15a、15b、15c)。并且，在介电质层(14a、14b、14c)的上表面固定不同种类的抗体(22a、22b、22c)。而且，对照射光而在测定区域(15a、15b、15c)反射的信号进行接收，分析将其分解后得到的信号，从而能够同时检测各测定区域的表面状态。

摘要： 本文公开了等离子体共振系统(PR)和仪器、数字微流控盒(DMF)以及使用局部表面等离子体共振(LSPR)和微滴操作来分析分析物的方法。例如，提供了一种PR系统，该PR系统可以包括DMF盒，该盒可以支持用于分析物分析的固定LSPR感测能力和溶液内LSPR感测能力。DMF盒可以包括用于执行微滴操作的电极装置，其中微滴操作可以用于执行固定LSPR感测操作和溶液内LSPR感测操作。此外，提供了使用DMF盒中的微滴操作来执行固定LSPR感测操作和/或溶液内LSPR感测操作的方法。

摘要： 一种表面等离子体共振装置(10)包括：棱镜(12)；接触棱镜(12)的一面(16)的介电层(90)；具有接触介电层(90)的第一表面和接触样本(22)的第二表面的传导层(14)，样本(22)要由表面等离子体共振装置(10)分析；以及发射具有波长λ