發(fā)布時(shí)間：2017-06-13 10:03

  本文關(guān)鍵詞：基于空芯金屬包覆波導(dǎo)的浮游植物的檢測(cè)研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：基于光波導(dǎo)的基礎(chǔ)理論討論介質(zhì)平板波導(dǎo),通過邊界條件和Maxwell方程等理論推導(dǎo)出介質(zhì)平板波導(dǎo)的色散方程及其各種光學(xué)特性。再由介質(zhì)平板波導(dǎo)討論了空芯金屬包覆波導(dǎo)的特性,然后對(duì)于其作為傳感器時(shí)進(jìn)行了理論分析,重點(diǎn)討論空芯金屬包覆波導(dǎo)的靈敏度以及利用高靈敏度特性制作的傳感器器件。利用空芯金屬包覆波導(dǎo)建立的傳感器,由于波導(dǎo)的上下層金屬一般為貴金屬金或者銀,由于貴金屬的介電常數(shù)實(shí)部相對(duì)于其虛部是一絕對(duì)值較大的負(fù)數(shù),所以波導(dǎo)的有效折射率存在的范圍大。利用空芯金屬包覆波導(dǎo)制備的傳感器,把樣品放入檢測(cè)腔中進(jìn)行檢測(cè),通過利用軟件建立空芯金屬包覆波導(dǎo)結(jié)構(gòu)模擬得到ATR譜圖,然后進(jìn)行分析就可以得出檢測(cè)腔中的濃度變化。ATR譜圖的變化與波導(dǎo)中的折射率變化有直接的關(guān)系,物質(zhì)折射率的變化隨著物質(zhì)的變化而變化,兩者存在著密切的關(guān)系,所以可以導(dǎo)出ATR譜圖與物質(zhì)變化有直接表征的關(guān)系。在理論推導(dǎo)中可知,覆蓋和襯底的貴金屬金或者銀的介電常數(shù)是一個(gè)復(fù)數(shù)形式:實(shí)部代表物質(zhì)本征的損耗,虛部代表的是輻射損耗。在ATR圖譜中的耦合角發(fā)生水平移動(dòng)代表著實(shí)部發(fā)生變化;ATR圖譜中的衰減全反射峰最低點(diǎn)上下移動(dòng)是由于虛部發(fā)生變化。超高階導(dǎo)模是一種對(duì)環(huán)境變化非常靈敏的共振波,特別對(duì)環(huán)境的折射率和消光系數(shù)的變化非常的靈敏,折射率和消光系數(shù)都與物質(zhì)的濃度有著密不可分的關(guān)系,物質(zhì)溶液濃度的改變會(huì)引起折射率和消光系數(shù)發(fā)生改變。在空芯金屬包覆波導(dǎo)中,可以利用自由空間耦合技術(shù)激發(fā)出超高階導(dǎo)模。通過分析空芯金屬包覆波導(dǎo)的結(jié)構(gòu)和性質(zhì),可知該波導(dǎo)中激發(fā)的超高階導(dǎo)�？勺鳛閭鞲衅�,其在靈敏度有明顯的優(yōu)勢(shì)。由于超高階導(dǎo)模的衰減全反射吸收峰的位置和minR的變化,直接對(duì)應(yīng)溶液的折射率和消光系數(shù)的變化。因此,根據(jù)這些數(shù)據(jù)可以精確測(cè)量浮游植物溶液的濃度。利用空芯金屬包覆波導(dǎo)中的超高階導(dǎo)模測(cè)量浮游植物溶液的濃度,是一種純液相,不需要復(fù)雜的固相偶聯(lián)工藝和大型儀器,而且具有極高的靈敏度,在食品安全、環(huán)境保護(hù)和生命醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域都得到了一定應(yīng)用。
【關(guān)鍵詞】：空芯金屬包覆波導(dǎo) 吸收系數(shù) 高階導(dǎo)模 浮游植物 小球藻
【學(xué)位授予單位】：江西師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：Q94-33;TN814;TP212
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 1 緒論8-13
• 1.1 引言8-9
• 1.2 現(xiàn)有檢測(cè)微生物的方法9-11
• 1.2.1 基于浮游植物細(xì)胞數(shù)量計(jì)數(shù)的直接測(cè)量方法9-10
• 1.2.2 基于葉綠素a濃度測(cè)量的間接測(cè)量方法10-11
• 1.3 本文的章節(jié)安排11-13
• 2 介質(zhì)平板波導(dǎo)13-24
• 2.1 光波導(dǎo)基礎(chǔ)理論知識(shí)13-19
• 2.1.1 麥克斯韋方程13-14
• 2.1.2 物質(zhì)方程14-15
• 2.1.3 波動(dòng)方程15-16
• 2.1.4 電磁場(chǎng)邊界條件16-17
• 2.1.5 坡印亭矢量17-19
• 2.2 介質(zhì)平板波導(dǎo)19-21
• 2.2.1 平板波導(dǎo)19
• 2.2.2 平板波導(dǎo)的導(dǎo)模19-21
• 2.3 反射率公式與衰減全反射譜（ATR）21-22
• 2.4 表面等離子波22-24
• 3 雙面金屬包覆波導(dǎo)24-35
• 3.1 非對(duì)稱金屬包覆介質(zhì)波導(dǎo)24-27
• 3.1.1 單面金屬包覆介質(zhì)波導(dǎo)本征方程24-25
• 3.1.2 單面金屬包覆導(dǎo)波性質(zhì)25-27
• 3.2 雙面金屬包覆介質(zhì)波導(dǎo)27-33
• 3.2.1 雙面金屬包覆波導(dǎo)的模式本征方程和色散性質(zhì)27-29
• 3.2.2 TM0模和TE1模的色散性質(zhì)分析29-31
• 3.2.3 TM0模和TM1模的簡(jiǎn)并31
• 3.2.4 雙面金屬包覆介質(zhì)波導(dǎo)的耦合方法31-33
• 3.3 雙面金屬包覆波導(dǎo)的超高階導(dǎo)模33-35
• 4 雙面金屬包覆波導(dǎo)傳感器35-44
• 4.0 空芯金屬包覆波導(dǎo)傳感器結(jié)構(gòu)35-36
• 4.1 雙面金屬包覆波導(dǎo)傳感器原理36-38
• 4.2 靈敏度分析38-40
• 4.3 雙面金屬包覆波導(dǎo)傳感器的制作40-42
• 4.3.1 空芯金屬包覆波導(dǎo)的結(jié)構(gòu)搭建40-41
• 4.3.2 空芯金屬包覆波導(dǎo)的鍍膜過程41-42
• 4.3.4 空芯金屬包覆波導(dǎo)傳感器檢測(cè)系統(tǒng)42
• 4.4 空芯包覆波導(dǎo)傳感器應(yīng)用42-44
• 5 利用雙面金屬空芯包覆波導(dǎo)測(cè)量對(duì)小球藻吸收系數(shù)和濃度的同時(shí)測(cè)量44-49
• 5.1 測(cè)量小球藻濃度和吸收系數(shù)的過程44-45
• 5.1.1 測(cè)量所需材料44
• 5.1.2 測(cè)量實(shí)驗(yàn)過程44-45
• 5.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析45-48
• 5.2.1 采用 650nm激光器的結(jié)構(gòu)分析45-47
• 5.2.2 采用 473nm激光器的結(jié)構(gòu)分析47-48
• 5.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)論48-49
• 6 總結(jié)與展望49-50
• 參考文獻(xiàn)50-54
• 致謝54-56
• 在讀期間公開發(fā)表論文（著）及科研情況56

【參考文獻(xiàn)】

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中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

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  本文關(guān)鍵詞：基于空芯金屬包覆波導(dǎo)的浮游植物的檢測(cè)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：446249