基于波长与角度共调制SPR传感技术的研究.pdf

《基于波长与角度共调制SPR传感技术的研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、纖Q6学校代码10590UDC620密级公开aH火學SHENZHENUNIVERSITY硕士学位论又基于波长与角度共调制SPR传感技术的研究人姓名耿小猛人学号2120190116I名^光学工程导师姓名及职称邵永红教授二•一五年五月十日深圳大学学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文基于波长与角度共调制SPR传感技术的研究是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中己经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的作品或成果。对本文的研究做出重要

2、贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律结果由本人承担。论文作者签名^日期：年（月VV日学位论文使用授权说明(必须装订在印刷本首页）本学位论文作者完全了解深圳大学关于收集、保存、使用学位论文的规定，即：研宄生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属深圳大学。学校有权保留学位论文并向国家主管部门或其他机构送交论文的电子版和纸质版，允许论文被查阅和借阅。本人授权深圳大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以釆用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(涉密学位论文在解密

3、后适用本授权书）论文作者签名：‘导师签名：日期：栌工年《月1/>日日期：年t月22日分类号Q6学校代码10590UDC620密级公开深圳大学硕士学位论文基于波长与角度共调制SPR传感技术的研究学位申请人姓名耿小猛专业名称光学工程学院（系、所）光电工程学院指导教师姓名邵永红二〇一五年五月十日基于波长与角度共调制SPR传感技术的研究摘要表面等离子体共振是一种特有的光学现象，在特定条件下的光入射到一些金属表面发生全反射，全反射产生的倏逝波与金属表面的表面等离子体波发生共振，共振条件与金属膜表面的光学参数有关，通过

4、鉴别不同共振光学参数产生了不同类型的SPR传感器，如角度敏感、光谱敏感和相位敏感的SPR传感器。SPR技术具有免标记、实时监测、样品消耗量少、高灵敏度和高通量检测的优点，已在化学分析、生物传感、食品安全、药品研发、医学诊断、环境监测等领域得到广泛应用。在本论文中，我们系统性的分析了基于波长、角度、相位、强度调制的SPR理论，深入分析了传统的SPR传感器的灵敏度和动态范围，分析表明：SPR存在最佳共振点（θ0，λ0），此位置传感器的灵敏度最高，但最佳共振点（θ0，λ0）与待测样品折射率呈非线性变化，而最佳共振

5、角度随待测样品折射率呈线性变化。针对传统SPR传感器存在的动态范围小和灵敏度低的问题，我们在理论分析基础上提出了一种光谱与角度共调制的强度型SPR传感方法，设计并搭建了系统，并测量了不同浓度的酒精和水的混合溶液。与现有的单一的光谱或角度调制SPR技术相比，提高了动态范围和灵敏度。论文还提出了基于波长调制的强度型SPR传感技术，搭建了实验系统，并测量了不同浓度的酒精和水的混合溶液。实验结果表明：系统折射率测量范围为1.30-1.38RIU，-5灵敏度可达3.1×10RIU。最后，我们提出了基于波长与角度共调制

6、的相位型SPR传感技术，进行了理论模拟仿真，结果表明：该技术能进一步提高检测灵敏度和动态范围。关键词：表面等离子体共振；最佳共振角；最佳共振波长；高灵敏度IResearchOnSensorTechnologyBasedonSPRUsingWavelengthandAngleModulationAbstractSurfaceplasmonresonance(SPR)isaphysicalopticalphenomenonundertotalinternalreflection.Whentheevanescen

7、twavevectorandsurfaceplasmonwavevectorareequal,theenergyofevanescentwavetransferstosurfacePlasmonwave.SPRsensingtechniquehasbeenrapidlydevelopedandusedinawiderangeofapplicationsincludingchemicalanalysis,biosensing,drugdevelopment,environmentalmonitoring,fo

8、odsafetyandmedicaldiagnostics.Inthispaper,wefirststudythebasicphysicalprinciplesofSPRbasedondetectingresonanceshiftsinangle,wavelength,andphase,respectively,andthenanalyzethesensitivityanddynamicrangeofkindso