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深入了解下等離子體表面共振的技術(shù)原理

更新時間:2021-11-03      點擊次數(shù):1692
  等離子體表面共振是一種測量界面結(jié)構(gòu)的高靈敏度的光學反射技術(shù)。它已成為生物傳感,生物醫(yī)學,生物化學,生物制藥等領(lǐng)域的結(jié)合現(xiàn)象的標準測量技術(shù)。
 
  等離子體表面共振的表面等離子體是一種存在電介質(zhì)常量相反的兩種介質(zhì)(如:金屬和絕緣體)界面的電荷密度震蕩行為。這種電荷密度波與金屬絕緣體界面處存在的邊界TM極化電磁波有關(guān)。這種波的電場在界面處較大并舜逝在兩種介質(zhì)中。任何折射率的變化或結(jié)合事件都會帶來SPR共振的變化。
 
  等離子體表面共振的表面等離子體的激發(fā)需要特殊的幾何結(jié)構(gòu)。實驗證明,簡單的反射實驗無法激發(fā)表面等離子體。SPR共振的等離子體激發(fā)的必要條件是光的波矢kx 的投影與某個等離子體匹配。光在空氣中的色散關(guān)系w(k)與相應的等離子體曲線互不相交。因此,金屬-空氣界面的的光反射不會導致等離子體的激發(fā)。一種技術(shù)可實現(xiàn)這種結(jié)構(gòu)。如果光入射到折射率被空氣高的介質(zhì)中,直線的斜率就會下降,與等離子體色散的交叉就有可能發(fā)生。這就利用了所謂的Kretschmannn 結(jié)構(gòu)。ATR 配置中使用棱鏡實現(xiàn)角分辨功能是較為常見的設置。金屬層位于棱鏡的底部,反射強度測量時就可看出它是入射角Q的函數(shù)。角掃描以與波長改變相似的方式改變波矢kx 在棱鏡基礎(chǔ)上的投影。正是這種原因,人們誤解的SPR 是:即使單波長激光入射到樣品上也可使用SPR。
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