基于表面等離子體共振技術(shù)的紫外探測研究.pdf

1、表面等離子體共振技術(shù)(SPR)作為一種高折射率靈敏度的光學(xué)探測技術(shù)，在各種領(lǐng)域都得到廣泛的推廣使用。利用表面等離子體共振技術(shù)的優(yōu)勢，可以對一些光功能材料進(jìn)行研究，并能拓展光功能材料的使用領(lǐng)域。本論文主要對表面等離子體共振技術(shù)進(jìn)行了研究，并將其推廣到紫外探測領(lǐng)域。本論文的主要工作和研究成果如下:
　　1、利用射頻磁控濺射鍍膜系統(tǒng)在高折射率棱鏡底面鍍制金膜，制作了Kreschmann式SPR探測結(jié)構(gòu)，然后搭建了SPR角度掃描平臺(tái)。掃描

2、平臺(tái)使用兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)控制的轉(zhuǎn)臺(tái)，系統(tǒng)的角度掃描分辨率可達(dá)0.002°，利用編寫的控制軟件可以實(shí)現(xiàn)SPR曲線的實(shí)時(shí)觀測記錄，整個(gè)平臺(tái)的搭建為之后的SPR探測研究提供了基礎(chǔ)。
　　2、提出了一種利用氟代偶氮苯聚合物作為傳感材料的新式SPR紫外探測技術(shù)。由于不同強(qiáng)度紫外光照射下，氟代偶氮苯聚合物的光致順反異構(gòu)速率不同，導(dǎo)致聚合物折射率變化速率不同，進(jìn)而影響了SPR系統(tǒng)反射光強(qiáng)度變化速率，通過測量反射光強(qiáng)度變化速率就能得到紫外光的強(qiáng)度信息

3、，這種方法同傳統(tǒng)的單純測量穩(wěn)定狀態(tài)下反射光強(qiáng)度的方法相比，所需的測量時(shí)間短，可以低于1分鐘。這種方法的紫外測量靈敏度為4.43(mv/s)/(mw/cm2)，在縮短了測量時(shí)間的情況下也保證了較高的測量精度。
　　3、設(shè)計(jì)了一種新的紫外光分布成像系統(tǒng)。本系統(tǒng)是基于Kreschmann結(jié)構(gòu)的SPR探測技術(shù)，使用氟代偶氮苯聚合物作為敏感材料。紫外光照射區(qū)域的偶氮苯聚合物薄膜折射率降低，導(dǎo)致這部分對應(yīng)的反射光強(qiáng)度增強(qiáng)，而未照到部分的反射光

4、強(qiáng)保持不變。通過提取紫外光照射前后采集到的反射光圖像之間的變化，可以得到紫外光分布的圖像。使用不同形狀的光闌來改變紫外光的分布情況，測試了系統(tǒng)的可行性。
　　4、提出了一種雙入射角式SPR探測方法。傳統(tǒng)的單入射角強(qiáng)度調(diào)制式SPR探測方法是以選定的單個(gè)入射角處的反射光強(qiáng)度作為系統(tǒng)的輸出量，而雙入射角式SPR方法是利用兩個(gè)選定的入射角處的反射光強(qiáng)度的差值作為系統(tǒng)的輸出量，可以充分利用采集到的SPR數(shù)據(jù)，有效提高了探測靈敏度。利用不同濃