硅基聚合物光波导表面等离子体共振传感器的基础研究

来源 :厦门大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:mir80
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
表面等离子体共振(SPR)传感器是近年来光电子学传感器领域的研究热点之一。其具有高灵敏、免标记、快速响应等特点,在医学、生物与环境传感等领域有着广阔的应用前景。采用聚合物材料制备表面等离子体共振传感器,只须通过室温旋涂和光刻等工艺,成本低廉,制作的器件轻巧,在平面光子集成应用方面前景十分看好。  本论文对聚合物光波导表面等离子体共振传感器进行了基础研究,分别对基于连续金膜、基于金纳米颗粒的光波导表面等离子体共振传感器进行了理论分析与实验制备,具体工作如下:  1.利用Fresnel公式对基于连续金膜的传导型表面等离子体共振传感器进行了理论分析。研究了金属膜类型、金属膜厚度、芯层折射率、以及待测物折射率对SPR曲线的影响,结果表明:金属薄膜厚度对SPR共振曲线的锋锐程度、峰值深度产生较大影响;器件灵敏度随被测物折射率增大而增高;SPR共振峰位置随芯层折射率的减小而红移,器件设计需综合考虑上述因素。  2.设计并制备了以SU-8作为芯层,以聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)为下包层的掩埋条形波导结构的SPR传感器,搭建了传感器性能测试系统,完成了器件的通光及传感性能测试。测试结果表明:对于折射率分别为1.330和1.365的待测物,在入射光为650 nm时,器件的反射率分别为0.880与0.625,与理论计算值:0.82与0.66相吻合。  3.利用Mie理论对金纳米颗粒的消光作用进行了理论分析。研究了纳米颗粒粒径、待测物折射率等因素对局域表面等离子体共振(LSPR)曲线的影响。结果表明:LSPR传感器的灵敏度随金纳米颗粒粒径的增大而增大;当待测液体折射率增大时,共振峰的位置发生红移;随着金纳米粒径逐渐增大,其LSPR共振峰逐渐由单峰变为双峰,分析了双峰产生的原因。  4.采用柠檬酸三钠还原法制备了粒径约为20 nm的金纳米颗粒,对其LSPR吸收峰进行了光谱测试。采用去离子水、40%浓度酒精及80%浓度酒精作为待测物,获得了金纳米颗粒对这三种待测液体的LSPR共振曲线,其中心波长分别位于520nm、522nm与523nm处,灵敏度为100 nm/RIU,与理论计算结果较吻合。  5.设计并制备了采用SiO2作为下包层,SU-8光刻胶作为波导芯层的矩形波导结构的局域型表面等离子体共振传感器。利用硅烷溶液对SU-8进行了表面改性,将金纳米颗粒牢固绑定在改性之后的SU-8波导的表面形成了传感器件。采用去离子水、无水乙醇作为待测液体,对传感器件进行了性能测试。测试结果表明:去离子水与无水乙醇的LSPR吸收峰位于波长530 nm与533 nm处,所制备的器件的灵敏度为85.7 nm/RIU。
其他文献
阅读对于学生收集信息、收集信息、观察世界、保持思想等方面,以及和学习有助于学习过程进一步发展的审美课程方面发挥着重要作用.阅读包括课堂阅读和课外阅读.这两个部分都
国际标准舞发展过程中受到多元化文化影响.当代国际标准舞具有越来越强的艺术性,受到艺术表演舞的影响国际标准舞创作不断地推陈出新,新的国际标准舞作品普遍的具有较强的民
图像融合通常定义为将同一场景的两幅图像或多幅图像的信息合并成一幅包含更多信息量,更适合观察理解或计算机处理的综合图像的过程。它不仅扩大了传感器的工作范围,而且还能
【摘要】语文在学习中是一门最重要的课,不管在中小学中还是在高中、高校等语文在首选的科目中也影响最大的。在各个科目中只有学习好语文这门最基本课程,也是给学生们在往后的学习道路上做了一个很好的铺垫。在课堂的学习中,课堂也是学习的重要场所,在语文课堂学习中不仅能学习到老师受教的方法,还能学习新的知识等等。在课堂教学的过程中,对于教师来说,语文教学的方面中不仅仅是教学备案、课本知识等,还有一个主要的方面是
新时期,思想政治教育工作能够更好地提升职工的思想素质,促进员工能够树立正确的职业观,因此各企业思想政治教育工作的开展具有重要的作用.供电局作为国家的电力机关,在进行
当前的小学语文教学是以教师为主要角色的,教师通过灌输式的教学方法展开识字教学,并让学生机械化的复习语文知识.虽然这种方法可以规范学生形成良好的课堂纪律和记忆能力,但
【摘要】在《计算机组装与维护》课程教学中,基于该课程的特点以及课堂教学的现实需求,积极采用项目教学法,对提高课堂教学质量和满足课程教学需要具有重要的促进作用。  【关键词】项目教学法 《计算机组装与维护》课程 教学应用  【中图分类号】G71 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2015)06-0185-02  一、前言  考虑到《计算机组装与维护》课程的实际难度,要想提高课程教学效
高校毕业生作品展总是带着一种让人激动和充满希望的面貌呈现在我们面前,因为作为我国主要的艺术教育基地——美术院校,不管在培养艺术人才方面,还是在引领国内艺术之潮中,都
研究信息技术环境下高效课堂的教学策略已经有三年的时间了,三年来我们取得了显著成绩.近一阶段我们将研究方向延伸到利用网络空间提高课堂质量,保证学生线上学习的高效率.网
油画,尽管是一种外来画种,但自从入住中国以来,就受到中国博大精深的五千年文明的艺术审美意象的熏陶,不可避免地烙上了中国的印记,具有了独特的中国韵味,多元化和个性化的中