文档介绍：江西师范大学
硕士学位论文
PLD多层SPR生物传感器的制备与实验研究
姓名:邓海东
申请学位级别:硕士
专业:光学
指导教师:聂义友;叶志清
20050501
多层生物传感器的制备与实验研究
摘要
随着薄膜制作技术和精细加工技术的快速发展,光学薄膜技术也日益成熟起
来,它不仅广泛应用于光通信、光信息处理、光学测量等领域,而且在传感器方
面也逐渐显示出它的独特优越性和实用性,其在生化、医学、生命科学、环境检
测等领域的应用已经使它成为当今传感器领域研究的一个热点。本文利用
技术制备光波导生物传感器所必须的光学薄膜,并在此基础上对传统的生
物传感器进行了改进和实验研究,其具体工作如下
采用先进脉冲激光沉积技术在棱镜底部通过缓冲层制备出光学特性
优良的薄膜,改变了传统的光学制膜方法,大大提高了光学薄膜的均匀
性,并通过射线衍射仪和扫描电镜检测了其结晶情况,
用实验数据及结果分析了其沉积温度和结晶质最之间的相互关系。
利用线与数值计算相结合的方法测量了光学薄膜的厚度和折射率,为设计
多层生物传感器提供了实验参数和理论依据。
理论分析多层生物传感器的物理机理,并通过实验测量了对于不同检测
物的谱线,通过与一般的生物传感器的结果和数据比较发现多
层生物传感器具有更高的分辨力和解析力,从而为设计高分辨率、高解
析力的新型传感器提供了新的理论依据和实验参考。
关健词脉冲激光沉积技术,表面等离子共振,衰减全反射
多层生物传感器的制备与实验研究
伽
妙
多层生物传感器的制各与实验研究
第章绪论
世界光纤通信技术已经取得巨大的阶段性进展。为使光纤通信技术进一步向
前发展,人们开始把注意力集中于集成光路。集成光路的概念,起源于世纪
年代未、年代初。当时由于薄膜技术和箱细加工技术水平较低,因此各种
薄膜波导型光学器件只存在理论上的分析,无法实现其优异的特性。但在其后的
几十年的时间里,作为光源的半导体激光器、作为光传输媒体的光纤取得了令人
耳目一新的发展,光通信系统所必需的外围硬件也被一一实现。在光学技术发展
过程中,集成光路虽然若隐若现,但却在稳步地向前发展。从事集成光路研究的
科研人员和技术人员,在支撑现代高新技术的集成电路迅猛发展的启迪与促进
下,也在为这种新型光学器件早日实现实用化的理想进行着不懈的努力。由于这
些因素,使得实用性极强和发展前途极广的集成光路迎来了成熟阶段
随着光通信、光信息处理和光学薄膜制备技术的不断发展和成熟,光传感技
术作为一种新型的传感技术也得到了迅猛的发展,它是一种以光波为载体,光波
导为媒质,感知和传输外界被测信号的新型传感技术。而作为被测量信号载体的
光波和作为光波传播媒质的波导材料则具有一系列独特的、其他载体和媒质难以
相比的优点。光波不产生电磁干扰,也不怕电磁千扰,易被各种光探测器接收和
检测到,可方便地进行光电或电光转换,易与高度发展的现代电子装置和计算机
相匹配。其中光学薄膜传感技术越来越引起国内外研究人员的重视,并且在生化、
生命科学、食品检测、环保等领域获得了广泛的应用。年,德国物理学者
。提出了表面等离子波传感理论,当入射光的波长与表面等离子体波的固有共
振波长相同时,就会产生表面等离子共振效应,并
设计出第一个传感系统是一种物理光学现象。表面等离子体
是沿着金属和电介质间的界面传播的电磁波形成的,形成的必要条件之一
是金属与电介质界面的存在。当平行表面的偏振光以称之为表面等离子角的入射
角照在界面上发生全反射时,入射光被祸合入表面等离子体内,在这个角度由于
表面等离子体谐振将引起界面反射率显著减少。对附着在金属表面的电介质
的折射率非常敏感,而折射率是所有材料的固有特征。因此,任何附着在金属表
面上的电介质均可被检测,不同电介质其表面等离子角不同而同一种材料,附
着在金属表面的量不同,则的响应强度不同根据上述原理,生物传
感器通常将己知的生物分子如单键分子固定在几十纳米厚的金属金、
银等膜表面,加入与其互补的目标生物分子如目标,两者结合〔杂交
将使金属膜与溶液界面的折射率上升,从而导致谐振角改变,如果固定入射角度,
就能根据谐振角的改变程度对互补的目标生物分子进行定量检测。本文所探讨的
多层生物传感器也是利用表面等离子共振效应的一种传感技术,全
多层生物传感器的制备与实孩研究
部的实验过程主要分了三个步骤第一部分主要是多层膜结构的实验研究部分,
在这一部分里我们主要是利用脉冲激光沉积技术来制备多层生物
传感器所必备的组成部分一多