共線光外差干涉系統(tǒng)及其在相位調制SPR傳感技術中的應用.pdf

1、相位調制表面等離子體共振傳感技術，是當前國內外生化、醫(yī)藥等領域的研究熱點。結合光外差檢測技術測量靈敏度高和表面等離子體共振時p光的相位發(fā)生突變而s光的相位基本不變的特性，構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結構的傳感裝置，搭建高靈敏度相位調制表面等離子體共振傳感器，研究同時測量相位和古斯-漢欣位移的方法，通過測量相位或古斯-漢欣位移，感知樣品折射率的微小變化。這些工作，對研究相位變

2、化與古斯-漢欣位移增強的相關性具有重要的理論意義，對優(yōu)化和改進現有的相位調制表面等離子體共振傳感檢測方法以及設計微納米級波導型光學器件具有實際應用價值。
　　主要研究內容有:(1)以光的電磁理論為基礎，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生條件和Kretschmann結構;(2)分析了光的偏振顯示及其在橢圓偏光測量

3、中的應用，包括偏振顯示原理、偏振方向顯示實驗和橢圓偏光測量實驗;(3)闡述了彈光效應、彈光系數、聲光衍射、正常和異常布拉格衍射以及聲光調制器的基本結構及工作原理，研究了聲光調制器驅動源數字線性電壓控制技術，測量了驅動電壓和1級衍射光功率;(4)構建了布拉格衍射實驗系統(tǒng)，研究了鉬酸鉛聲光調制器的幅度特性、頻率特性、偏振特性以及衍射特性（衍射級次間互影響及頻移漂移特性），分析了聲光調制器的光強調制以及光束漂移對激光外差測量系統(tǒng)相位特性的影響

4、，基于此，構建了雙聲光調制器共線激光外差測量系統(tǒng)，對其相位特性以及索列爾-巴比涅補償器的標定方法進行了實驗研究;(5)利用Kretschmann結構，研究了表面等離子體共振技術增強古斯-漢欣位移的特性，利用棱鏡波導結構對古斯-漢欣位移進行了模擬研究，構建了共線激光外差相位調制表面等離子體共振傳感實驗系統(tǒng)，完成了相位測量實驗。在此基礎上，研究了同時測量相位和古斯-漢欣位移的方法。
　　其主要創(chuàng)新點有:(1)制作了具有256級灰度線性

5、聲光調制器驅動電源（包括聲光調制器驅動電源、微處理器、電子模擬開關和線性電壓補償技術），改善了驅動電源的線性度;(2)將雙聲光調制技術和偏振分光技術融合在一起，研究了拍頻為“中頻差”的單束正交線偏光產生系統(tǒng)，構建了共線激光外差測量系統(tǒng)，對其相位特性以及索列爾-巴比涅補償器的標定進行了實驗研究;(3)研究了棱鏡底角為共振角附近某一角度的Kretschmann結構，完成了棱鏡波導結構古斯-漢欣位移模擬研究;(4)研究了偏振可視的橢圓偏光測量