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表面等離子體共振（spr）

更新時間：2023-06-30 點(diǎn)擊次數(shù)：4942
  表面等離子體共振（spr）光譜技術(shù)是一種測量界面結(jié)構(gòu)的高靈敏度的光學(xué)反射技術(shù)。它已成為生物傳感，生物醫(yī)學(xué)，生物化學(xué)，生物制藥等領(lǐng)域的結(jié)合現(xiàn)象的標(biāo)準(zhǔn)測量技術(shù)。
  表面等離子體是一種存在電介質(zhì)常量相反的兩種介質(zhì)（如：金屬和絕緣體）界面的電荷密度震蕩行為。這種電荷密度波與金屬絕緣體界面處存在的邊界ｔｍ極化電磁波有關(guān)。這種波的電場在界面處大并舜逝在兩種介質(zhì)中。任何折射率的變化或結(jié)合事件都會帶來ｓｐｒ共振的變化。表面等離子體的激發(fā)需要特殊的幾何結(jié)構(gòu)。實(shí)驗證明，簡單的反射實(shí)驗無法激發(fā)表面等離子體。ｓｐｒ共振的等離子體激發(fā)的必要條件是光的波矢kx 的投影與某個等離子體匹配。
  光在空氣中的色散關(guān)系w(k)與相應(yīng)的等離子體曲線互不相交。因此，金屬-空氣界面的的光反射不會導(dǎo)致等離子體的激發(fā)。一種技術(shù)可實(shí)現(xiàn)這種結(jié)構(gòu)。如果光入射到折射率被空氣高的介質(zhì)中，直線的斜率就會下降，與等離子體色散的交叉就有可能發(fā)生。這就利用了所謂的kretschmannn 結(jié)構(gòu)。atr 配置中使用棱鏡實(shí)現(xiàn)角分辨功能是為常見的設(shè)置。金屬層位于棱鏡的底部，反射強(qiáng)度測量時就可看出它是入射角q的函數(shù)。角掃描以與波長改變相似的方式改變波矢kx 在棱鏡基礎(chǔ)上的投影。正是這種原因，人們誤解的spr 是：即使單波長激光入射到樣品上也可使用spr。等離子體的激發(fā)就發(fā)生在所有的反射區(qū)域。振蕩的具體位置給出界面質(zhì)量覆蓋情況和界面層的信息。multiskop－－-spr 模塊spr 的目的是以好的時間分辨率盡可能精確地確定共振位置。multiskop 模塊可以使用如下四種不同的模式實(shí)現(xiàn)這個目的：q - q反射率掃描：使用kretschmann配置，角設(shè)置被作為反射光強(qiáng)的函數(shù)而測量。激光和探測器被同步移動，反射光強(qiáng)被作為入射角的函數(shù)而測量。以動力學(xué)模式快速角跟蹤：一些商用spr 系統(tǒng)使用棱鏡把光束聚焦到棱角基座上。角范圍由棱鏡的聚焦長度和光束直徑給出。反射曲線由psd 或ccd 相機(jī)監(jiān)視。如下：
  更為精致和簡單的辦法是基于對 multiskop 系統(tǒng)中二極管四象限不同部分讀出強(qiáng)度的評估。實(shí)驗之初，二極管四象限通過上部a 和b部分與下半部分c 和d 匹配而排成一行。吸收導(dǎo)致各個部分的讀出在強(qiáng)度上不再匹配。我們可以演示(a + b - c- d) (a + b+ c + d)正比于共振的角轉(zhuǎn)換。相關(guān)靈敏度非常高，大約為10 -5，而處理的速度只受電子器件限制。
  這種算法的另一個優(yōu)點(diǎn)是消除激光光強(qiáng)的浮動。反射率跟蹤：跟定入射角的反射率被作為時間的函數(shù)監(jiān)視，這數(shù)據(jù)可以非常方便地研究快速的動力學(xué)性質(zhì)。spr 顯微成像法：如果待測單層不同類，就可以獲得表面圖像。spr

然后就對比機(jī)制給出別并可達(dá)到亞納米尺度的分辨率。軟件
multiskop 配備強(qiáng)大的數(shù)據(jù)采集和評估的軟件。數(shù)據(jù)評估軟件基于分層介質(zhì)的fresnel 理論和不同的算法。spr 附件－－-流動盒spr 流動盒使用了kretschmann 配置。所設(shè)計的固定其能夠固定不同種類的棱鏡。流動盒可以被吊到自動調(diào)溫器和蠕動泵。
  spr 傳感器圓盤
  spr 需要厚度約為45nm 的金的表面。金的單層是實(shí)驗中非常重要的部件，這里，它將交互事件轉(zhuǎn)移成光學(xué)信號。然而，并非所有的multiskop 的潛在客戶或者用戶有機(jī)會制造正確的感應(yīng)表面。對于這些客戶，optrel 提供spr 傳感器圓盤。

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