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一种基于抛物面反光镜的简化棱镜SPR激发装置制造方法及图纸

技术编号:21197891 阅读:50 留言:0更新日期:2019-05-25 00:42
本发明专利技术公开了一种利用抛物面反光镜简化表面等离子体共振(Surface Plasmon Resonance,SPR)的棱镜激发装置,涉及光学系统设计领域,尤其涉及表面等离子体设计领域。整个激发装置包括偏振激光光源,抛物面反光镜,棱镜光路系统和电荷耦合器件检测器(CCD)。偏振光源发出的光经过抛物面反射镜反射到棱镜上,棱镜底面蒸镀能够激发SPR的金属薄层,当满足SPR激发条件时,入射光转化为SPR波,入射光能量转变为金属的焦耳热,从而引起棱镜反射光强度发生变化,棱镜的反射光强由阵列或大面阵CCD检测。本发明专利技术大大地降低了传统SPR角度调制装置的复杂性,从传统的旋转棱镜或旋转偏振光源改为简单地上下移动偏振光源来实现角度调制,以偏振光源上下移动的刻度位置作参考,结合抛物面曲线方程可以推出SPR共振角与偏振光源垂直位置的关系。

A Simplified Prism SPR Excitation Device Based on Parabolic Reflector

The invention discloses a prism excitation device for simplifying surface plasmon resonance (SPR) by using a parabolic reflector, which relates to the field of optical system design, in particular to the field of surface plasmon design. The excitation device includes polarized laser source, parabolic reflector, prism optical system and charge coupled device detector (CCD). The light emitted by the polarized light source is reflected to the prism through the parabolic mirror. The thin metal layer of SPR can be stimulated by evaporation on the bottom of the prism. When the excitation condition of SPR is satisfied, the incident light is converted into SPR wave, and the energy of the incident light is converted into Joule heat of metal, which results in the change of the reflected light intensity of the prism. The reflected light intensity of the prism is detected by array or array CCD. The method greatly reduces the complexity of the traditional SPR angle modulation device. The angle modulation is realized by simply moving the polarization light source up and down instead of the traditional rotating prism or polarization light source. The relationship between the resonance angle of SPR and the vertical position of the polarization light source can be derived by referring to the scale position of the polarization light source moving up and down.

【技术实现步骤摘要】
一种基于抛物面反光镜的简化棱镜SPR激发装置
本专利技术涉及表面等离体子光学设计领域,具体涉及一种利用抛物面反光镜简化表面等离子体共振(SurfacePlasmonResonance,SPR)的棱镜激发装置。
技术介绍
众所周知,当光入射到镀有金属薄层的棱镜表面时,在入射角度大于全反射临界角度时,光会发生全反射,从而在棱镜表面引起消逝波。产生的消逝波与金属表面自由电子振荡发生耦合,即发生所谓的表面等离子体共振(SPR)。由于SPR传播波的高束缚和高损耗特性,SPR波不会再耦合至棱镜,从而反射光谱出现一个波谷。由于SPR模式特性对外界环境变化非常敏感,所以当金属薄膜局部物质特性发生改变时,光谱波谷会发生移动,因此,人们可通过光谱波谷移动的大小推知检测外界物质的反应变化。近年来,基于棱镜耦合的SPR传感器的研究一直是个热门课题,其传感检测性能十分优越,但是由于角度调制需要旋转棱镜或者激光器,导致装置体积大,测量操作复杂和价格昂贵等一系列缺点。例如,已报道的一种高性能SPR物体折射率传感装置[见中国专利CN206223648U]和无可动部件的多通道角度调制型SPR传感器检测系统[见中国专利本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用抛物面反光镜简化表面等离子体共振(Surface Plasmon Resonance, SPR)的棱镜激发装置,其特征在于包括:偏振激光光源,抛物面反射镜,棱镜光路系统和电荷耦合器件检测器(CCD),如图1所示,偏振激光光源1发出的光经过抛物面反射面2反射到棱镜3上,棱镜3的底面上蒸镀有金属薄层4,当满足SPR激发条件时,入射光转化为SPR波,入射光能量转变为金属的焦耳热,从而引起棱镜3底面反射光的强度发生变化,棱镜3的反射光强由CCD 5探测,偏振光源1和CCD 5安装于支架6上,且均可上下调节位置。

【技术特征摘要】
1.一种利用抛物面反光镜简化表面等离子体共振(SurfacePlasmonResonance,SPR)的棱镜激发装置,其特征在于包括:偏振激光光源,抛物面反射镜,棱镜光路系统和电荷耦合器件检测器(CCD),如图1所示,偏振激光光源1发出的光经过抛物面反射面2反射到棱镜3上,棱镜3的底面上蒸镀有金属薄层4,当满足SPR激发条件时,入射光转化为SPR波,入射光能量转变为金属的焦耳热,从而引起棱镜3底面反射光的强度发生变化,棱镜3的反射光强由CCD5探测,偏振光源1和CCD5安装于支架6上,且均可上下调节位置。2.根据权利要求1所述的一种利用抛物面反光镜简化表面等离子体共振的棱镜激发装置,其特征在于,所述激光光源为偏振光源,相对棱镜底面而言,偏振方向为横向磁场极化(TM)偏振。3.根据权利要求1和2所述的一种利用抛物面反光镜简化表面等离子体共振的棱镜激发装置,其特征在于,所述偏振光源可以...

【专利技术属性】
技术研发人员:马佑桥
申请(专利权)人:马佑桥
类型:发明
国别省市:江苏,32

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