表面等离子共振双光束差分研究和数值模拟

维普资讯 http://www.cqvip.com 第３４卷第７期　光电工程　Ｖｏ１．３４，Ｎｏ．７　２００７年７月　Ｏｐｔｏ—Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｊｕｌｙ，２００７　文章编号：１００３—５０１Ｘ（２００７）０７—００６３—０５　表面等离　－Ｔ－　－－＋１、－　振双光束差分研究和数值模拟　张雪姣，王晓萍　（浙江大学光电信息工程学系，浙江杭州３１００２７）　摘要：为提高光强调制型表面等离子共振传感器的灵敏度和抗干扰能力，本文提出了一种采用双光束差分光强的　ＳＰＲ检测新方法　通过对该方法的理论计算和数值模拟分析，得到了不同入射角和不同金膜厚度时，反射光强差　与样品折射率之间的关系曲线。研究表明，与传统的光强调制方法相比，当两束光入射角相差５ｏ，金膜厚度在　４０～５０ｎｍ时，该方法是有更高的灵敏度和更宽的测量范围，并且由于采用了光强差分技术，大大提高了传感器的　抗干扰性和稳定性。　关键词：Ｋｒｅｔｓｃｈｍａｎｎ棱镜结构；光强；双光束检测；光强差分　中图分类号：ＴＰ２１２　文献标志码：Ａ　Ｓｔｕｄｙ　ａｎｄ　ｎｕｍｅｒｉｃａｌ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｏｆ　ａ　ｓｕｒｆａｃｅ　ｐｌａｓｍｏｎ　ｒｅｓｏｎａｎｃｅ　ｓｅｎｓｏｒ　ｕｓｉｎｇ　ｂｉ—ｂｅａｍ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ　ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ　ａｐｐｒｏａｃｈ　ＺＨＡＮＧ　Ｘｕｅ－ｊｉａｏ，、）Ｉ，ＡＮＧ　Ｘｉａｏ－ｐｉｎｇ　（Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ　ｏｆＯｐｔｉｃａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｚｈ￣ｉａｎｇ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈａｎｇｚｈｏｕ　３　１　００２７，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ　ｔｈｉｓ　ａｒｔｉｃｌｅ，ａ　ｎｏｖｅｌ　ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ　ａｐｐｒｏａｃｈ　ｏｆ　Ｓｕｒｆａｃｅ　Ｐｌａｓｍｏｎ　Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ（ＳＰＲ）ｗｉｔｈ　ｂｉ－ｂｅａｍ　ｗａｓ　ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ　ｉｎ　ｏｒｄｅｒ　ｔｏ　ｉｍｐｒｏｖｅ　ｔｈｅ　ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ　ａｎｄ　ａｎｔｉ—・ｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅ　ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ・－ｍｏｄｕｌａｔｅｄ　ＳＰＲ　ｓｅｎｓｏＬ　Ｔｈｅ　ｒｅｌａｔｉｏｎ　ｃｕｒｖｅｓ　ｂｅｔｗｅｅｎ　ｒｅｆｌｅｃｔｅｄ　ｌｉｇｈｔ　ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ　ａｎｄ　ｓａｍｐｌｅ　ｒｅｆｒａｃｔｉｖｅ　ｉｎｄｅｘ　ｗｅｒｅ　ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ　ａｔ　ｄｉｆｅｒｅｎｔ　ｉｎｃｉｄｅｎｔ　ａｎｇｌｅｓ　ｎａｄ　ｇｏｌｄ　ｆｉｌｍ　ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ，ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ　ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ　ｎａｄ　ｎｕｍｅｒｉｃａｌ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｏｆｔｈｉｓ　ｎｅｗ　ｍｅｔｈｏｄ，Ｃｏｍｐａｒｅｄ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ　ｉｎｔｅｎｓｉｙｔ・－ｍｏｄｕｌａｔｅｄ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｓｔｕｄｉｅｓ　ｉｎｄｉｃａｔｅｓ　ｔｈａｔ　ｂｉ・－ｂｅａｍ　ａｐｐｒｏａｃｈ　ｈａｓ　ｂｅＲｅｒ　ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｙｔ　ａｎｄ　ｂｒｏａｄｅｒ　ｍｅａｓｕｒｉｎｇ　ｒａｎｇｅ　ｗｈｅｎ　ｔｈｅ　ｉｎｃｉｄｅｎｔ　ｎａｇｌｅ　ｄｉｆｅｒｅｎｃｅ　ｏｆｔｈｅ　ｔｗｏ　ｂｅａｍｓ　ｉｓ　ｅｑｕａｌ　ｔｏ　５　ｄｅｇｒｅｅ　ａｎｄ　ｇｏｌｄ　ｆｉｌｍ　ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ　ｉｓ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｒａｎｇｅ　ｏｆ　４０　ｔｏ　５０　ｎｎ１．Ｔｈｅ　ｎｏｉｓｅｐｒｏｏｆ　ｆｅａｔｕｒｅ　ａｎｄ　ｓｔａｂｉｌｉｙｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｅｎｓｏｒ　ｓｙｓｔｅｍ　ａｒｅ　ｒｇｅａｔｌｙ　ｉｍｐｒｏｖｅｄ　ｗｉｈｔ　ｔｈｅ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｌｉｈｇｔ　ｉｎｔｅｎｓｉｙｔ　ｄｉｆｅｒｅｎｃｅ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：Ｋｒｅｔｓｃｈｍａｎｎ　ｐｒｉｓｍ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ；ｌｉｇｈｔ　ｉｎｔｅｎｓｉｙｔ；ｄｏｕｂｌｅ－ｂｅａｍ　ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ；ｌｉｇｈｔ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ　引　言　表面等离子共振（ＳＰＲ）传感器由于其无需标记、响应速度快、灵敏度高且可动态检测等优点，在国际上　得到了迅速的发展，并已广泛应用于生物、化学、环境、食品、医疗及制药各领域…。常用的ＳＰＲ检测方　法有角度调制［２－４］、波长调制【５　Ｊ、光强调制［９－１０］和相位调制Ｉｌ　四种。角度和波长调制具有较高的检测分辨率　和灵敏度，但需要一套高精度的角度或波长调整装置，结构复杂、体积庞大、成本较高，不适合现场在线　监测。相位调制虽然具有更高的检测灵敏度，但同样存在结构复杂和系统稳定性差等问题，难于实现传感　器的便携化。而光强调制方法的特点是结构简单，成本低，但由于检测灵敏度低，抗干扰能力差，因此实　用性不强。　对于如何提高ＳＰＲ传感器的检测灵敏度和分辨率，优化传感器结构，一直以来都是ＳＰＲ传感器应用　收稿日期：　２００６－０６－２０。收到修改稿日期：２００７－０４—３０　基金项目：　浙江省自然科学基金资助项目（Ｚ５０４００９）　作者简介：　张雪姣（１９８２一），女（汉族），浙江余杭人，硕士研究生，研究方向为表面等离子共振传感器。Ｅ－ｍａｉｌ：ｌｕｃｋ．ｘｕｅ＠１６３．ＣＯｒｎ　通迅作者：　王晓萍，女（汉族），教授，Ｅ－ｍａｉｌ：ｘｐｗａｎｇ＠ｚｊｕ．ｅｄｕ．ｅｌｌ　维普资讯 http://www.cqvip.com ６４　光电工程　第３４卷第７期　研究的热门课题。本论文提出了一种全新的双光束差分光强检测方法，并建立了一套基于该方法的传感器　系统。理论分析和数值计算表明，双光束差分光强检测方法使传感器具有较高的灵敏度和分辨率，同时提　高了传感器的稳定性和抗干扰能力。　１　ＳＰＲ双光束检测原理和模型　图１是基于Ｋｒｅｔｓｃｈｍａｎｎ棱镜结构Ｌｌ　的光强调制型　ＳＰＲ传感器模型，主要包括等腰直角棱镜、金属膜和被测　溶液三部分。Ｐ偏振光在玻璃与金属薄膜界面处发生全内　反射时渗透到金属薄膜内的倏逝波，引发金属中的自由电　子产生表面等离子波。当表面等离子波与倏逝波的频率和　波矢相等时，二者将发生共振，界面处的全反射条件将被　破坏，呈现衰减全反射现象，入射光被金属表面电子吸收，　使反射光能量急剧下降。其中使反射光完全消失的入射光　图１单光束ＳＰＲ传感器结构模型　Ｆｉｇ．１　Ｓｉｎｇｌｅ－ｂｅａｍ　ｓＰＲ　ｓｅｎｓｏｒ　ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ　角度称为共振角（ＳＰＲ角）　。　根据共振时表面等离子波与倏逝波两者频率和波矢的关系，可推出共振角　＝ａｒｃｓｉｎ（　／　）　其中：　１表示金属介电常数的实部，ｇｏ、　分别表示棱镜和样品溶液的介电常数。　根据麦克斯韦方程和边界条件，入射光为Ｐ偏振光时，反射率　为　＝ｌＩ　１ｒ　ｏ＋ｌ　２＋ｒｏｌｒｌ２　ｅ　１ｘｐ（，２ｉｋｚ　ｊ　ｌ　ｄ）　ｌ　堡二　（‘３）　其中：　（ｆ，ｊ＝ｏ，１，２），ｎｏｓｉｎ０ｏ＝￣ｌｓｉｎＯ１＝万２ｓｉｎ０２，ｃｏｓＯｉ＝（１一ｓｉｎ　）“　＝（１一　ｓｉｎ　Ｏｏ／　）“　。脚标０、１、２分另Ｕ　代表棱镜、金属膜及样品溶液，　表示各层交界面上的光束入射角。表面等离子共振是沿着金属与介质交　界面传播的等离子波被激励的结果，其激励条件由金属与介质的介电常数、金属膜的厚度、入射光波的波　长和角度共同决定。从式（２）、（３）很容易推出：在入射光波长、角度恒定，棱镜、金属膜折射率及金膜厚度　固定的前提下，反射光强度只与样品溶液折射率万　有关。因此只要通过检测反射光强就可以测得被测样品　的折射率参数。但在实际传感器系统中，由于光源波动、环境条件变化以及传感器本身振动等因素引起的　反射光功率变化，使光强调制型传感器的系统稳定性差、抗干扰能力低，从而大大限制了该类传感器的实　际应用。另外，光强／折射率的ＳＰＲ曲线是一条二次曲线（如图２所示），即一个反射光强对应着两个折射率，　因此测量时必须预知样品的折射率范围，才能实现正确的测量，这无疑给实际应用增加了难度。为提高光　宜　昌　暑　羔　８　Ｓａｍｐｌｅ　ｒｅｆｒａｃｔｉｖｅ　ｉｎｄｅｘ　图２单光束时样品折射率与反射光强关系曲线　Ｆｉｇ　２　Ｒｅｆｌｅｃｔｅｄ　ｌｉｇｈｔ　ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ　ＶＳ．ｓａｍｐｌｅ　ｒｅｆｒａｃｔｉｖｅ　ｉｎｄｅｘ　ｕｓｉｎｇ　ｓｉｎｇｌｅ　ｂｅａｍ　图３双光束ＳＰＲ传感器结构　Ｆｉｇ．３　ＳＰＲ　ｓｅｎｓｏｒ　ｓｙｓｔｅｍ　ｕｓｉｎｇ　ｂｉ－ｂｅａｍ　维普资讯 http://www.cqvip.com ２００７年７月　张雪姣等：表面等离子共振双光束差分研究和数值模拟　６５　强调制型ＳＰＲ传感器的稳定性和抗干扰能力，扩大测量范围，本文提出了双光束差分光强检测方法。　双光束ＳＰＲ传感器模型如图３所示。两束Ｐ偏振光Ｂｅａｍ１、Ｂｅａｍ２，分别以不同的角度入射到棱镜端　扫一兽０　：　【１口０芑０　０　面，反射光的功率ｐ（　）和ｐ（０２）分别由光电探测器ＰＤ１和ＰＤ２获取，定义两路反射光的光强差为　一　ｇ＝ｇ　ｐ１０口：口　●　Ｏ　Ｏ　Ｏ　号　Ｏ　△尸＝Ｐｌ　ｌ—Ｐ１２＝ＰｏｌＲ１一Ｐｏ２Ｒ２，其中ＰＯｌ、Ｒｔ表示光束１的入射光光强和反射率，Ｐｎ２、尺２表示光束２的入射光光　强和反射率。假设两束入射光的光强相等（Ｐ０Ｉ＝Ｐｏ２＝Ｐｏ），则有ＡＰ＝Ｐｏ（Ｒｌ—Ｒ２），即反射光强之差只与反射率之　差有关。当两束光的入射角分别为５７。和６２。时，得到两条ＳＰＲ曲线（折射率与反射光强关系曲线），如图４（ａ）　Ｏ　８　６　４　２　所示。进一步计算得到反射光强差△尸与折射率的关系曲线，见图４（ｂ）。　墨　鼋　萼言　ｌ羞　砉　１．３Ｏ　１．３４　１．３８　１．４２　１．４６　１．５Ｏ　Ｓａｍｐｌｅ　ｒｅｌａｔｉｖｅ　ｉｎｄｅｘ　图４（ａ）入射角不同的两条ＳＰＲ曲线　Ｆｉｇ．４（ａ１　Ｔｗｏ　ＳＰＲ　ｃｕｒｖｅ　ａｔ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｎｃｉｉｄｅｎｔ　ａｎｇｌｅｓ　图４（ｂ）单光束时反射光强差与样品折射率与曲线　Ｆｉｇ　４（ｂ）Ｒｅｆｌｅｃｔｅｄ　ｌｉｇｈｔ　ｉｎｔｅｎｓｉ￣ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ　ＶＳ．ｓａｍｐｌｅ　ｒｅ，ａｃｔｉｖｅ　ｉｎｄｅｘ　ｕｓｉｎｇ　ｂｉ—ｂｅａｍ　光强调制时，灵敏度定义为单位折射率变化对应的光强变化。同理，双光束检测方法中，灵敏度定义　为单位折射率变化对应的光强差变化。分析图４（ａ）可知，入射角为５７度的ＳＰＲ曲线在折射率１．３８２～１．４２０　这一段线形好，灵敏度最佳。而分析图４（ｂ）可知，反射光强差与样品折射率的关系曲线在折射率１．３８２～１．４４０　这一段线性好，光强差变化范围也相应扩大（Ｏ．８２－一０．６８），接近于左图单条ＳＰＲ曲线光强变化范围（Ｏ．８８～０．０２）　的２倍。由此可知：双光束检测方法与传统的光强调制方法相比，具有更高的灵敏度和更宽的检测范围。　双光束ＳＰＲ检测方法即保留了光强调制型传感器结构简单的优点，同时由于采用了差分光强检测技术，　因此对于光源波动、环境变化等干扰具有良好的抑制作用，大大提高了系统的稳定性、抗干扰能力以及检　测灵敏度。　２双光束ＳＰＲ传感器的数值模拟　２．１检测范围与入射角的关系　为了提高传感器的检测灵敏度、扩大检测范围，合理选择入射角十分关键。尽管只要满足入射角大于　临界角就能引起表面等离子共振，但只有在共振角附近，Ｐ偏振光的光强才会发生强烈变化，所以双光束　检测中两束光的入射角也必须选择在共振角附近。　通过理论分析、数值模拟和仿真表明，当两束光入射角相差５。时，双光束检测方法具有较高的灵敏度　和较宽的检测范围。图５为不同入射角时，反射光强差与样品折射率的关系曲线。　从图５可以看出，当入射角变化时，检测范围也相应发生变化。当入射角为５２。时，对应折射率的检　测范围为：１．３ｌ～１．３８２（中间单调上升段）；当入射角为５７。时，对应折射率的检测范围为：１．３８２～１．４４５。　可以利用此特性，以ｌ。的步进量旋转传感器，就可测量不同折射率范围的样品。所以双光束检测方法省去　了传统光强调制法必须使用的角度微调机构，降低了系统成本和复杂性。　２．２检测灵敏度与金属膜材料及厚度的关系　双光束检测方法中，影响ＳＰＲ传感器灵敏度的因素较多，其中一个重要的影响因素是激发等离子波的　金属薄膜，金属膜系的光学参数（材料和厚度）都将直接影响传感器的检测灵敏度。　维普资讯 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６６　光电工程　第３４卷第７期　墨　８　轴　罨害　０　８　６　４　２　％　ｇ　墓董　０　２　４　６　８　％　垂　凸　Ｓａｍｐｌｅ　ｒｅｆｒａｃｔｉｖｅ　ｉｎｄｅｘ　Ｓａｍｐｌｅ　ｒｅｆｒａｃｔｉｖｅ　ｎｉｄｅｘ　图５不同入射角时反射光强差与样品折射率关系　图６金膜厚度不同时样品折射率与反射光强曲线　Ｆｉｇ．５　Ｒｅｆｌｅｃｔｅｄ　ｌｉｇｈｔ　ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ　ＶＳ．ｓａｍｐｌｅ　ｒｅｆｒａｃｔｉｖｅ　ｎｉｄｅｘ　ａｔ　ｄｉｆｅｒｅｎｔ　Ｆｉｇ．６　Ｒｅｆｌｅｃｔｅｄ　ｎｉｄｅｘ　ｏｆ　ｓｍａｐｌｅ　ＶＳ．ｒｅｆｒａｃｔｉｖｅ　ｌｉｇｈｔ　ａｎｇｌｅｓ（ｉｎｃｉｄｅｎｔ　ｎａｇｌｅ　ｄｉｆｅｒｅｎｃｅ　ｏｆｔｈｅ　ｔｗｏ　ｅｑｕａｌｓ　ｔｏ　５　ｄｅｇｒｅｅ）　ｉｎｔｅｎｓｉｙｔ　ｕｓｉｎｇ　ｄｉｆｅｒｅｎｔ　ｇｏｌｄ　ｆｉｌｍｓ　Ａｇ膜和Ａｕ膜是ＳＰＲ传感器中最常使用的两种金属薄膜，目前也有综合Ａｇ膜反射率高、检测灵敏度　高、但表面易氧化和Ａｕ膜稳定性好、但粘附性差的特点，设计制作的银／金金属复合膜。如在ＳＰＲ传感器　棱镜的底部，利用磁控溅射方法溅射４７ｎｍ厚的银膜，再在其上均匀溅射５ｎｍ厚的金膜，形成　４７ｎｍ（银）／５ｎｍ（金）的金属复合膜，以优化传感器的性能。　金属膜层的厚度是影响共振深度的重要因素，由于倏逝波的穿透深度大约是波长量级，如果金属膜太　厚，倏逝波就无法穿透膜层到达样品；但如果金属膜层太薄，ＳＰＲ效果就会变得不明显。这一现象可从电　磁场理论得到很好的解释，通常金属膜的厚度小于１０　８　６　４　２ｎ　ｎ　ｎ　，Ｄ　０　０　０　２　４　盘　００ｎｍ【Ｊ　。　若要通过理论计算选择合理的金属膜厚度，可由式２推出当入射角接近共振角时，反射率　的近似表　达式。显然，当ＳＰＲ共振深度越大，即共振时反射率　值越小，灵敏度也越高。因此可以根据　ｎｌｉ　表达式　求出金属膜的厚度ｄ。为了使误差尽可能小，以计算所得参数为参考，使用Ｍａｔｌａｂ软件并用最小二乘法将　参数优化，共振角的误差小于Ｏ．００５，这样就可求出合适的金属膜厚度ｕ　。　本文以金膜为例说明金属膜厚与双光束ＳＰＲ传感器灵敏度的关系。图６是通过Ｍａｔｌａｂ软件得到的金　膜厚度从２０ｎｍ到６０ｎｍ时反射功率差和折射率的一簇关系曲线。此时，灵敏度可定义为单位折射率变化　对应的光强差变化，即为图中曲线的斜率。由图６可见，当金膜在４Ｏ～５０ｎｍ左右时，传感器灵敏度较高，　而在此范围之外，灵敏度逐渐变低，线性度也变差。　３结论　我们提出的表面等离子共振双光束检测方法既保留了ＳＰＲ传感技术的特点，同时由于双光束ＳＰＲ传　感器不需要精密扫描入射角度，简化了角度调整机构，避免了传统方法中结构庞大、系统复杂等问题，易　于保证测量精度，提高了测试灵敏度和可操作性。光强差分方法的运用，增强了系统的稳定性、抗干扰性　和数据测量的可靠性。由于检测的是两光束的光强信号，可以用光电二极管代替光谱仪或昂贵的ＣＣＤ阵　列，因而可大大降低系统的复杂性和制造成本，易于设计成便携式仪器。　参考文献：　［１】赵晓军，陈焕文，宋大千．表面等离子体子共振传感器１：基本原理［Ｊ］．分析仪器，２０００，１７（４）：卜８．　ＺＨＡＯ　Ｘｉａｏ－ｊｕｎ，ＣＨＥＮ　Ｈｕａｎ－ｗｅｎ，ＳＯＮＧ　Ｄａ－ｑｉａｎ．Ｓｕｒｆａｃｅ　Ｐｌａｓｍｏｎ　Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ　Ｓｅｎｓｏｒ　１：ｔｈｅ　Ｂａｓｉｃ　Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ［Ｊ］　Ａｎａｌｙｔｉｃ　Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ，２０００，１７（４）：卜８．　［２】Ｄｅｖ　Ｋ．Ｋａｍｂｈａｍｐａｔｉ，Ｗｏｌｆｇａｎｇ　Ｋｎｏｌ１　Ｓｕｒｆａｃｅ－ｐｌａｓｍｏｎ　ｏｐｔｉｃａｌ　ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ［］Ｊ．Ｃｕｒｒｅｎｔ　Ｏｐｉｎｉｏｎ　ｉｎ　Ｃｏｌｌｏｉｄ＆Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ　Ｓｃｉｅｎｃｅ，ｌ９９９，４：２７３－２８０．　［３】　Ｋａｚｕｙｏｓｈｉ　Ｋｕｒｉｈａｒａ，Ｋｏｊｉ　Ｓｕｚｕｋｉ　Ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ　Ｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｉｎｇ　ｏｆ　ｎａ　Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ－Ｂａｓｅｄ　Ｓｕｒｆａｃｅ　Ｐｌａｓｍｏｎ　Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ　Ｓｅｎｓｏｒ　Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　Ｋｒｅｔｃｈｍａｎｎ’Ｓ　ｈＴｅｏｒｙ［］Ｊ．Ａｎａ１．Ｃｈｅｍ，２００２，７４：６９６—７０１．　维普资讯 http://www.cqvip.com ２００７年７月　张雪姣等：表面等离子共振双光束差分研究和数值模拟　６７　［４］Ｏｓｃａｒ　Ｅｓｔｅｂａｎ，Ｍ　Ｃｒｕｚ　Ｎａｖａｒｒｅｔｅ，Ａｇｕｓｔｉｎ　Ｇｏｎｚａｌｅｚ—Ｃａｎｏ．Ｓｉｍｐｌｅ　ｍｏｄｅｌ　ｏｆ　ｃｏｍｐｏｕｎｄ　ｗａｖｅｇｕｉｄｅ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ　ｕｓｅｄ　ａｓ　ｏｐｔｉｃ　ｓｅｎｓｏｒｓ［Ｊ］．Ｏｐｔｉｃｓ　ａｎｄ　Ｌａｓｅｒｓ　ｉｎ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０００，３３：２１９—２３０．　［５】Ｓｈｉｇｅｒｕ　Ｔｏｙａｍａ，Ｎａｒｕｍａｓａ　Ｄｏｕｍａｅ，Ａｔｓｕｍｕ　Ｓｈｏｊｉ，ｅｔ　ａ１．Ｄｅｓｉｇｎ　ａｎｄ　ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ａ　ｗａｖｅｇｕｉｄｅ．ｃｏｕｐｌｅ　ｐｒｉｓｍ　ｄｅｖｉｃｅ　ｆｏｒ　ｓｕｒｆａｃｅ　ｐｌａｓｍｏｎ　ｒｅｓｏｎａｎｃｅ　ｓｅｎｓｏｒ［Ｊ］．Ｓｅｎｓｏｒｓ　ａｎｄ　Ａｃｔｕａｔｏｒｓ　Ｂ，２０００，６５：３２—３４．　［６】Ｂｅｖｅｎｏｔ　Ｘ，Ｔｒｏｕｉｌｌｅｔ　Ａ，Ｖｅｉｌｌａｓ　Ｃ，ｅｔ　ａ１．Ｓｕｒｆａｃｅ　ｐｌａｓｍｏｎ　ｒｅｓｏｎａｎｃｅ　ｈｙｄｒｏｇｅｎ　ｓｅｎｓｏｒ　ｕｓｉｎｇ　ｎ　ｏｐｔａｉｃａｌ　ｆｉｂｅｒ［］．Ｍｅａｓ．ＳｃｉＪ．　Ｔｅｃｈｎｏｌ，２００２，１３：ｌｌ　８－１２４．　．　［７】Ｒａｄａｎ　Ｓｌａｖｌ　ｋ，Ｊｉｒｉ　Ｈｏｍｏｌａ，Ｊｉｒｉ　ｔｙｒｏｋｙ．Ｍｉｎｉａｔｕｒｉｚａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｉｆｂｅｒ　ｏｐｔｉｃ　ｓｕｒｆａｃｅ　ｐｌａｓｍｏｎ　ｒｅｓｏｎａｎｃｅ　ｓｅｎｓｏｒ［］．ＳｅｎｓｏｒｓＪ　ａｎｄ　Ａｃｔｕａｔｏｒｓ　Ｂ，ｌ９９８，５１：３ｌｌ—３ｌ５．　［８】　Ａｂｄｅｌｍａｌｅｋ　Ｆ　Ｓｕｒｆａｃｅ　ｐｌａｓｍｏｎ　ｒｅｓｏｎａｎｃｅ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　Ｂｒａｇｇ　ｇｒａｔｉｎｇｓ　ｔｏ　ｔｅｓｔ　ｔｈｅ　ｄｕｒａｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　Ａ　Ａｌ　ｆｉｌｍｓ［Ｊ］．Ｍａｔｅｒｉａｌｓ　Ｌｅｔｔｅｒｓ　２００２，５７：２ｌ３—２ｌ８．　［９　Ｈｏ　９】Ｈ　Ｐ，Ｗ＿ｕ　Ｓ　Ｙ，Ｙａｎｇ　Ｍ，ｅｔ　ａ１．Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆｗｈｉｔｅ　ｌｉｇｈｔ－ｅｍｉｔｔｉｎｇ　ｄｉｏｄｅ　ｔｏ　ｓｕｒｆａｃｅ　ｐｌａｓｍｏｎ　ｒｅｓｏｎａｎｃｅ　ｓｅｎｓｏｒｓ【Ｊ］．Ｓｅｎｓｏｒｓ　ａｎｄ　Ａｃｔｕａｔｏｒｓ　Ｂ，２００　ｌ，５０：８９－９４．　［１０】Ｈｏｍｏｌａ　Ｊｉｒｉ，Ｙｅｅ　Ｓｉｎｃｌａｉｒ　Ｓ，Ｇａｕｇｌｉｔｚ　Ｇｕｎｔｅｒ，ｅｔ　ａ１．Ｓｕｒｆａｃｅ　ｐｌａｓｍｏｎ　ｒｅｓｏｎａｎｃｅ　ｓｅｎｓｏｒｓ：ｒｅｖｉｅｗ［］Ｊ．Ｓｅｎｓｏｒｓ　ａｎｄ　Ａｃｕａｔｏｒｓ　Ｂ，　１９９９，５４（１／２）：３－ｌ５．　［１ｌ】Ｎｅｌｓｏｎ　Ｓ　Ｇ，Ｊｏｈｎｓｔｏｎ　ＫＳ，Ｙｅｅ　Ｓ　Ｓ．Ｈｉｇｈ　ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｙｔ　ｓｕｒｆａｃｅ　ｐｌａｓｍｏｎ　ｒｅｓｏｎａｎｃｅ　ｓｅｎｓｏｒ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｐｈａｓｅ　ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ［Ｊ］．Ｓｅｎｓｏｒｓ　ａｎｄ　ａｃｔｕａｔｏｒｓ　Ｂ，ｌ９９６，３５／３６：ｌ８７一ｌ９１．　［１２】蔡强，李翔，陈裕泉．基于表面等离子共振的生物传感器的历史、现状与前景［Ｊ】．国外医学生物医学工程分册，１９９９，　２２（２）：６５—７１．　ＣＡＩ　Ｑｉｎａｇ，ＬＩ　Ｘｉｎａｇ，ＣＨＥＮ　Ｙｕ－ｑｕａｎ．Ｔｈｅ　Ｈｉｓｔｏｒｙ，Ａｃｔｕａｌｉｙｔ　ａｎｄ　Ｐｒｏｓｐｅｃｔ　ｏｆ　Ｓｕｒｆａｃｅ　Ｐｌａｓｍｏｎ　Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ　Ｂｉｏｓｅｎｓｏｒ［］Ｊ．　Ｆｏｒｅｉｇｎ　Ｍｅｄｉｃａｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅｓ（Ｂｉｏｍｅｄｉｃａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｆａｓｃｉｃｌｅ），ｌ９９９，２２（２）：６５—７１．　［１３］江秀明，陈志春，杨绍明．光纤表面等离子体共振传感器研究进展［Ｊ】．传感技术学报，２００３（１）：７４－７５．　ＪＩＡＮＧ　Ｘｉｕ－ｍｉｎｇ，ＣＨＥＮ　Ｚｈｉ－ｃｈｕｎ，ＹＡＮＧ　Ｓｈａｏ－ｍｉｎｇ．Ｐｒｏｇｒｅｓｓ　ｏｆＦｉｂｅｒ　Ｏｐｔｉｃ　Ｓｅｎｓｏｒ　Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　Ｓｕｒｆｃｅ　Ｐｌａｓｍｏｎ　Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ［Ｊ］．　Ｃｈｉｎｅｓｅ　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｓｅｎｓｏｒｓ　ａｎｄ　Ａｃｔｕａｔｏｒｓ，２００３（１）：７４—７５．　［１４】Ｍａｒｔｉｎ　Ｎ．Ｗｅｉｓｓ，Ｒａｍａｋａｎｔ　Ｓｒｉｖａｓｍｖａ，Ｈｏｗａｒｄ　Ｇｒｏｇｅｒ，ｅｔ　ａ１．Ａ　ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ　ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ　ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ　ｕｓｉｎｇ　ｓｕｒｆａｃｅ　ｐｌａｓｍｏｎ　ｒｅｓｏｎａｎｃｅ　ｗａｖｅｇｕｉｄｅ　ｓｅｎｓｏｒｓ［］Ｊ．Ｓｅｎｓｏｒｓ　ａｎｄＡｃｔｕａｔｏｒｓＡ，ｌ９９６，５１：２ｌｌ一２１７．　［１５】岳萍，顾月清，顾建华．ＳＰＲ传感器光学参数的确定及应用［Ｊ］．中国医学物理学杂志，２００１，ｌ８（２）：６１—６２，６５．　ＹＵＥ　Ｐｉｎｇ，ＧＵ　Ｙｕｅ－ｑｉｎｇ，ＧＵ　Ｊｉａｎ－ｈｕａ．Ｔｈｅ　Ｄｅｃｉｓｉｏｎ　ｎａｄ　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆｒ　ＳＰＲ　Ｓｅｎｓｏｒ’Ｓ　Ｏｐｔｉｃａｌ　Ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ［Ｊ］．Ｃｈｉｎｅｓｅ　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　ｍｅｄｉｃａｌ　Ｐｈｙｓｉｃｓ，２００１，１８（２）：６１—６２，６５．　本期组稿：陈伟明　责任编辑：谢小平　英文编辑：庞洪　标　引：王志伟