棱镜耦合型表面等离子体共振传感特性研究

《棱镜耦合型表面等离子体共振传感特性研究》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、硕士学位论文MASTER’SDISSERTATION论文题目棱镜耦合型表面等离子体共振传感特性研究作者姓名孟晓云学科专业检测技术与自动化装置指导教师李志全教授2016年5月中图分类号：TN256学校代码：10216UDC：621.3密级：公开工学硕士学位论文棱镜耦合型表面等离子体共振传感特性研究硕士研究生：孟晓云导师：李志全教授申请学位：工学硕士学科专业：检测技术与自动化装置所在单位：电气工程学院答辩日期：2016年5月授予学位单位：燕山大学ADissertationinMeasurementTechnologyandAutomaticInstrumentSTUDYON

2、CHARACTERISTICSOFSENSORBASEDONSURFACEPLASMONRESONANCEEXCITEDBYPRISMCOUPLINGByMengXiaoyunSupervisor:ProfessorLiZhiquanYanshanUniversityMay,2016燕山大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文《棱镜耦合型表面等离子体共振传感特性研究》，是本人在导师指导下，在燕山大学攻读硕士学位期间独立进行研究工作所取得的成果。论文中除已注明部分外不包含他人已发表或撰写过的研究成果。对本文的研究工作做出重要贡献的个人和集体，均已在

3、文中以明确方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。作者签字：日期：年月日摘要摘要表面等离子体共振现象自1902年在实验被发现以来，吸引了众多学者的研究兴趣，在理论研究和应用研究方面都获得快速发展，随着近30年微纳加工技术的突破性进展，国内外对基于表面等离子体共振原理的各种技术应用掀起了研究热潮，其中，基于表面等离子体共振原理的传感器技术研究倍受关注，由于其灵敏度高、免标记、可快速检测等突出优点，在医药工程，食品安全检测、环境监测等众多领域得到深入研究和快速发展。全文的研究工作主要为：首先，研究了表面等离子体共振的理论基础和激发条件，利用薄膜理论给出反射谱的计算方法，

4、研究了发生表面等离子体共振时对反射谱的影响，分析了表面等离子共振传感器的调制方式和性能指标，利用仿真软件Comsol对表面等离子体共振的产生及特性进行了模拟研究。其次，具体分析了棱镜耦合型表面等离子体共振传感器系统中不同光源、棱镜、金属膜等对传感器性能指标的影响，对表面等离子体共振传感器的设计和应用做出了具有针对性指导意义的工作。接着，设计了可用于湿度检测的表面等离子体共振传感器，利用具有较高感湿能力的多孔陶瓷SiO2作为传感器感湿层，并对设计的传感器结构进行优化，获得较高的湿度检测灵敏度，并具有良好的线性检测关系。最后，在表面等离子体共振的基础上研究了反向表面等离子共

5、振现象，提出了新型的基于聚合物棱镜的反向表面等离子共振传感器，并把检测光源由可见光扩展到近红外区域，研究表明，反向表面等离子共振传感器在检测分辨率，动态检测范围以及信噪比方面具有独特的检测优势。关键词：表面等离子体共振；反向表面等离子体共振；反射谱；传感特性-I-燕山大学工学硕士学位论文AbstractSincethephenomenonofsurfaceplasmonresonancewasdiscoveredin1902,ithasattractedmanyinterestsandgainedrapiddevelopment.Thereisagreatupsurge

6、instudyofvarioustechnologybasedonsurfaceplasmonresonance,withthebreakthroughofmicro-nanofabricationtechnologyinrecent30years.Thesensortechnologyhasreceivedsignificantattention,becauseofitsoutstandingadvantagessuchashighsensitivity,label-free,rapiddetection,etc.Ithasobtainin-depthstudyand

7、rapiddevelopmentinmanyareasofmedicalengineering,foodsafetydetection,environmentalmonitoringandsoon.Themainresearchcontentisasfollows:Firstly,thebasictheoriesofsurfaceplasmonresonanceandexcitationconditionsarestudied.Thecharacteristicsofreflectancespectraareanalyzedandderi