基于多層納米薄膜的表面等離子體共振傳感的研究.pdf

1、表面等離子共振是在一定的金屬電介質(zhì)結(jié)構(gòu)中的電荷振蕩與倏逝波的耦合現(xiàn)象，基于表面等離子共振的檢測技術(shù)是近代發(fā)展起來的一種新型光學(xué)傳感技術(shù)。它具有高靈敏度、實時響應(yīng)和免標記等優(yōu)點，在食品、藥品安全、醫(yī)療診斷、環(huán)境污染監(jiān)測、納米光子器件和生物傳感等方面得到廣泛的應(yīng)用。近年來，隨著各種檢測技術(shù)的快速發(fā)展，對SPR檢測系統(tǒng)的分辨率、靈敏度、信噪比等傳感性能提出更高的要求。
　　本文首先介紹了表面等離子共振傳感器的研究背景、現(xiàn)狀以及近年來的發(fā)

2、展趨勢，然后對SPR的共振理論和傳感的性能指標進行了分析，闡述了表面等離子傳感器的幾種主要的結(jié)構(gòu)類型、檢測原理，對棱鏡型的SPR傳感器進行了重點分析，并介紹SPR的理論計算方法和數(shù)值模擬方法，說明了本文的仿真方法。
　　其次，本文提出了一種基于多孔硅的SPR傳感模型，模型利用多孔硅的折射率能隨其吸附的待測樣本的折射率改變而改變的性質(zhì)，優(yōu)化SPR的共振光譜。對該共振模型的共振光譜進行數(shù)值計算，分析多孔硅層的結(jié)構(gòu)參數(shù)對傳感性能的影響機

3、理，對所提出的傳感結(jié)構(gòu)進行了理論分析和參數(shù)優(yōu)化，確立了最終的模型參數(shù)。以一定濃度的乙二醇溶液作為待測樣本，分析了該模型的傳感性能。
　　最后，建立了一種基于波導(dǎo)SPR結(jié)構(gòu)的雙電介質(zhì)層傳感模型：棱鏡基底—銀—ZnO—SiO2—待測樣品。在不同的結(jié)構(gòu)參數(shù)下對該結(jié)構(gòu)進行數(shù)值仿真，得到雙電介質(zhì)層SPR激勵模型的共振光譜。然后進一步研究了銀和雙電介質(zhì)層復(fù)合而成的共振薄膜對表面等離子共振效應(yīng)的激勵機理與調(diào)制特性的作用。同樣地以乙二醇溶液為待測