本文關(guān)鍵詞：角度調(diào)制型表面等離子體共振譜儀研究

  更多相關(guān)文章： SPR 角度調(diào)制 雙通道 藍(lán)寶石棱鏡 折射率測(cè)量

【摘要】：表面等離子體共振技術(shù)(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(diǎn),因此SPR技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)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(shí)驗(yàn)分析,本文完成系統(tǒng)優(yōu)化改進(jìn)工作,激光的功率穩(wěn)定性對(duì)測(cè)量結(jié)果的精度影響較大,因此系統(tǒng)增加激光功率測(cè)量通道來修正測(cè)量結(jié)果；其次本文分析對(duì)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(jié)構(gòu)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(cè)電介質(zhì)折射率和共振角的理論關(guān)系。本人自行設(shè)計(jì)PIN前置放大電路模塊、半圓柱型藍(lán)寶石棱鏡以及LabVIEW軟件系統(tǒng),最后搭建系統(tǒng)完成實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)包括激光器穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)、雙通道系統(tǒng)穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)、系統(tǒng)標(biāo)定實(shí)驗(yàn)以及重復(fù)性測(cè)量實(shí)驗(yàn)。通過實(shí)驗(yàn),雙通道設(shè)計(jì)將系統(tǒng)功率穩(wěn)定性提高了一個(gè)數(shù)量級(jí)達(dá)0.3%,本文利用不同摩爾濃度葡萄糖水溶液進(jìn)行系統(tǒng)標(biāo)定,得出系統(tǒng)折射率和共振角之間的關(guān)系,線性擬合系數(shù)高達(dá)0.99972。然后再利用甘油水溶液進(jìn)行重復(fù)性測(cè)量,重復(fù)掃描六次,得出六個(gè)共振角,利用標(biāo)定結(jié)果得出甘油水溶液折射率,計(jì)算其標(biāo)準(zhǔn)差來評(píng)估系統(tǒng)的折射率分辨率,系統(tǒng)折射率分辨率達(dá)到4×10-6RIU,對(duì)比未做優(yōu)化前系統(tǒng)折射率分辨率提高一個(gè)數(shù)量級(jí)。
【關(guān)鍵詞】：SPR 角度調(diào)制 雙通道 藍(lán)寶石棱鏡 折射率測(cè)量
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：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(shù)的發(fā)展9-12
• 1.2.1 SPR技術(shù)發(fā)展進(jìn)程9-10
• 1.2.2 SPR技術(shù)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(dǎo)型SPR傳感器14
• 1.4 SPR技術(shù)的優(yōu)勢(shì)及應(yīng)用14-15
• 1.5 論文結(jié)構(gòu)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(jié)25-26
• 3 光路設(shè)計(jì)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(jié)構(gòu)27-28
• 3.2.3 光路系統(tǒng)模塊介紹28-29
• 3.3 棱鏡結(jié)構(gòu)分析設(shè)計(jì)29-32
• 3.3.1 棱鏡結(jié)構(gòu)對(duì)比29-31
• 3.3.2 半圓柱棱鏡設(shè)計(jì)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(jié)構(gòu)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(cè)樣品折射率與共振角關(guān)系仿真35-37
• 3.5 本章小結(jié)37-38
• 4 硬件和軟件設(shè)計(jì)38-46
• 4.1 硬件設(shè)計(jì)38-41
• 4.1.1 探測(cè)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(shè)計(jì)分析40-41
• 4.2 LabVIEW上位機(jī)程序設(shè)計(jì)41-45
• 4.2.1 LabVIEW程序設(shè)計(jì)目標(biāo)41
• 4.2.2 LabVIEW半圓柱轉(zhuǎn)臺(tái)算法41-42
• 4.2.3 系統(tǒng)穩(wěn)定性測(cè)試LabVIEW程序設(shè)計(jì)42
• 4.2.4 SPR實(shí)驗(yàn)測(cè)量LabVIEW程序設(shè)計(jì)42-45
• 4.3 本章小結(jié)45-46
• 5 實(shí)驗(yàn)及系統(tǒng)性能測(cè)試46-54
• 5.1 雙通道穩(wěn)定性測(cè)量46-48
• 5.1.1 激光器實(shí)際穩(wěn)定性測(cè)量46-47
• 5.1.2 雙通道穩(wěn)定性測(cè)量47-48
• 5.2 系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)測(cè)量分析48-52
• 5.2.1 系統(tǒng)標(biāo)定48-51
• 5.2.2 系統(tǒng)重復(fù)性測(cè)量51-52
• 5.3 系統(tǒng)整體性能分析52-53
• 5.4 本章小結(jié)53-54
• 結(jié)論54-56
• 參考文獻(xiàn)56-58
• 致謝58-59
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況59-60

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 劉學(xué)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(xué);2015年

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本文編號(hào)：941568