本文關鍵詞：角度調(diào)制型表面等離子體共振譜儀研究

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【摘要】：表面等離子體共振技術(SPR)是生化傳感器的重要方向,其具有靈敏度高、無需分離純化、抗電磁干擾等優(yōu)點,因此SPR技術在各個領域得到廣泛應用。本文研究一種角度調(diào)制型表面等離子體共振譜儀；通過理論和實驗分析,本文完成系統(tǒng)優(yōu)化改進工作,激光的功率穩(wěn)定性對測量結果的精度影響較大,因此系統(tǒng)增加激光功率測量通道來修正測量結果；其次本文分析對比三角型棱鏡和半圓柱型棱鏡,得出半圓柱型棱鏡更適合本系統(tǒng)；最后根據(jù)系統(tǒng)結構建立合理的理論模型,通過數(shù)值模擬得出最佳鉻膜厚度為3nm,最佳金膜厚度為44nm,最終得到待測電介質(zhì)折射率和共振角的理論關系。本人自行設計PIN前置放大電路模塊、半圓柱型藍寶石棱鏡以及LabVIEW軟件系統(tǒng),最后搭建系統(tǒng)完成實驗,實驗包括激光器穩(wěn)定性實驗、雙通道系統(tǒng)穩(wěn)定性實驗、系統(tǒng)標定實驗以及重復性測量實驗。通過實驗,雙通道設計將系統(tǒng)功率穩(wěn)定性提高了一個數(shù)量級達0.3%,本文利用不同摩爾濃度葡萄糖水溶液進行系統(tǒng)標定,得出系統(tǒng)折射率和共振角之間的關系,線性擬合系數(shù)高達0.99972。然后再利用甘油水溶液進行重復性測量,重復掃描六次,得出六個共振角,利用標定結果得出甘油水溶液折射率,計算其標準差來評估系統(tǒng)的折射率分辨率,系統(tǒng)折射率分辨率達到4×10-6RIU,對比未做優(yōu)化前系統(tǒng)折射率分辨率提高一個數(shù)量級。
【關鍵詞】：SPR 角度調(diào)制 雙通道 藍寶石棱鏡 折射率測量
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TH744.1
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 緒論8-16
• 1.1 表面等離體共振現(xiàn)象8-9
• 1.2 SPR技術的發(fā)展9-12
• 1.2.1 SPR技術發(fā)展進程9-10
• 1.2.2 SPR技術發(fā)展現(xiàn)狀10-12
• 1.3 SPR傳感器分類12-14
• 1.3.1 棱鏡耦合型SPR傳感器12
• 1.3.2 光纖型SPR傳感器12-13
• 1.3.3 光柵耦合型SPR傳感器13-14
• 1.3.4 集成光波導型SPR傳感器14
• 1.4 SPR技術的優(yōu)勢及應用14-15
• 1.5 論文結構和主要內(nèi)容15-16
• 2 表面等離子體共振譜儀原理16-26
• 2.1 金屬表面等離子共振理論16
• 2.2 電磁波在介質(zhì)中的傳播理論16-19
• 2.3 倏逝波與衰減全反射19-20
• 2.4 SPR現(xiàn)象產(chǎn)生條件20-25
• 2.5 本章小結25-26
• 3 光路設計及仿真26-38
• 3.1 光路系統(tǒng)缺陷分析26-27
• 3.2 雙通道光路系統(tǒng)27-29
• 3.2.1 He-Ne激光器的功率穩(wěn)定性27
• 3.2.2 雙通道光路系統(tǒng)結構27-28
• 3.2.3 光路系統(tǒng)模塊介紹28-29
• 3.3 棱鏡結構分析設計29-32
• 3.3.1 棱鏡結構對比29-31
• 3.3.2 半圓柱棱鏡設計31-32
• 3.3.3 兩種棱鏡比較32
• 3.4 數(shù)值模擬仿真32-37
• 3.4.1 多層Kretchmann結構32-34
• 3.4.2 鉻膜三維仿真34-35
• 3.4.3 金膜三維仿真35
• 3.4.4 待測樣品折射率與共振角關系仿真35-37
• 3.5 本章小結37-38
• 4 硬件和軟件設計38-46
• 4.1 硬件設計38-41
• 4.1.1 探測器類型選擇38
• 4.1.2 前置放大電路原理38-40
• 4.1.3 本系統(tǒng)前置放大電路設計分析40-41
• 4.2 LabVIEW上位機程序設計41-45
• 4.2.1 LabVIEW程序設計目標41
• 4.2.2 LabVIEW半圓柱轉(zhuǎn)臺算法41-42
• 4.2.3 系統(tǒng)穩(wěn)定性測試LabVIEW程序設計42
• 4.2.4 SPR實驗測量LabVIEW程序設計42-45
• 4.3 本章小結45-46
• 5 實驗及系統(tǒng)性能測試46-54
• 5.1 雙通道穩(wěn)定性測量46-48
• 5.1.1 激光器實際穩(wěn)定性測量46-47
• 5.1.2 雙通道穩(wěn)定性測量47-48
• 5.2 系統(tǒng)實驗測量分析48-52
• 5.2.1 系統(tǒng)標定48-51
• 5.2.2 系統(tǒng)重復性測量51-52
• 5.3 系統(tǒng)整體性能分析52-53
• 5.4 本章小結53-54
• 結論54-56
• 參考文獻56-58
• 致謝58-59
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表學術論文情況59-60

【相似文獻】

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 劉學聰;角度調(diào)制型表面等離子體共振譜儀研究[D];大連理工大學;2015年

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本文編號：941568