表面等離子體共振技術(shù)由于其自身的特性成為了納米光學(xué)器件的主要研究手段,利用表面等離子體共振技術(shù)進行生化分析與檢測,具有快速、實時、原位檢測,高靈敏度等優(yōu)勢。金納米線光柵相較于其他形態(tài)的納米材料有縱橫比優(yōu)良、柔性高以及制備方法簡單、易于修飾、表面等離子共振波長可調(diào)的特點被廣泛應(yīng)用于生化分析傳感領(lǐng)域。目前,對金屬納米線光柵SPR傳感器的優(yōu)化研究主要致力于降低成本、簡化操作、實現(xiàn)通用性、拓寬傳感器應(yīng)用范圍等方面。本文基于時域有限差分算法研究不同結(jié)構(gòu)參數(shù)的金納米線光柵對SPR生物傳感器傳感特性的影響,最終優(yōu)化出一種結(jié)構(gòu)簡單、靈敏度高的生化檢測傳感器。再針對現(xiàn)存在的低濃度溶液定量定性檢測技術(shù)方面的流程復(fù)雜、分辨率低等問題,進一步優(yōu)化傳感器的結(jié)構(gòu),提出一種可應(yīng)用于低濃度檢測的多單元生化檢測傳感平臺,實現(xiàn)對低濃度蛋白質(zhì)溶液二級結(jié)構(gòu)的快速、實時、高分辨率檢測。使用FDTD Solutions軟件對提出的傳感器的線性檢測范圍、靈敏度等特性展開仿真研究。本文首先簡單介紹了研究背景,和簡述了SPR共振原理,介紹了金屬納米線光柵結(jié)構(gòu)和表面等離子體共振傳感技術(shù)結(jié)合的檢測機理,討論了金屬的光學(xué)特性,并對時域有限差... 

【文章來源】：燕山大學(xué)河北省

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景和意義
    1.2 表面等離子體共振簡介
    1.3 SPR傳感器簡介
    1.4 光柵型SPR傳感器研究現(xiàn)狀
    1.5 DNA分子檢測方法及研究現(xiàn)狀
    1.6 蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)檢測方法和研究現(xiàn)狀
    1.7 論文工作內(nèi)容
第2章 SPR基本理論及數(shù)值分析方法
    2.1 引言
    2.2 表面等離子體基礎(chǔ)理論
        2.2.1 倏逝波理論與衰減全反射
        2.2.2 金屬的光學(xué)性質(zhì)
    2.3 表面等離子體及其光學(xué)激發(fā)
        2.3.1 SPR基本特性
        2.3.2 SPR光學(xué)激發(fā)方式
        2.3.3 表面等離子體共振傳感器主要性能參數(shù)
    2.4 時域有限差分法
        2.4.1 Yee 氏網(wǎng)格
        2.4.2 數(shù)值穩(wěn)定性條件
        2.4.3 吸收邊界條件
    2.5 本章小結(jié)
第3章 金屬納米線光柵陣列結(jié)構(gòu)傳感特性研究與應(yīng)用
    3.1 引言
    3.2 表征傳感器特性的反射光譜參數(shù)
    3.3 傳感器結(jié)構(gòu)設(shè)計與優(yōu)化
        3.3.1 “基底峰”的消除
        3.3.2 光柵結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化
    3.4 DNA雜交模擬檢測仿真結(jié)果與分析
        3.4.1 FDTD模擬數(shù)值分析
        3.4.2 DNA雜交判定標準
    3.5 傳感器特性參數(shù)分析
    3.6 本章小結(jié)
第4章 多單元金屬納米線光柵陣列結(jié)構(gòu)應(yīng)用
    4.1 引言
    4.2 傳感器結(jié)構(gòu)設(shè)計理論模型
    4.3 傳感器結(jié)構(gòu)優(yōu)化
        4.3.1 傳感器納米線光柵結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化
        4.3.2 傳感器獨立檢測單元尺寸優(yōu)化
    4.4 α-Syn 蛋白纖維化過程檢測與結(jié)果分析
    4.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間承擔的科研任務(wù)與主要成果
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]飛秒激光制備亞波長周期光柵及其光學(xué)特性[J]. 劉嵩,劉世炳,董祥明,宋海英.  北京工業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2016(01)
[2]光纖表面等離子體共振傳感器理論仿真研究[J]. 牟海維,段玉波,張坤,劉超.  光學(xué)儀器. 2011(06)

博士論文
[1]表面等離子體共振（SPR）傳感技術(shù)及在介質(zhì)復(fù)折射率測量中的應(yīng)用[D]. 張穎穎.南京理工大學(xué) 2009

碩士論文
[1]基于干涉曝光技術(shù)的LSPR生化傳感芯片的研究[D]. 程俊超.天津工業(yè)大學(xué) 2017



本文編號：3606169