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深入了解下等离子体表面共振的技术原理

发布时间:2021-11-03      点击次数:50
  等离子体表面共振是一种测量界面结构的高灵敏度的光学反射技术。它已成为生物传感,生物医学,生物化学,生物制药等领域的结合现象的标准测量技术。
 
  等离子体表面共振的表面等离子体是一种存在电介质常量相反的两种介质(如:金属和绝缘体)界面的电荷密度震荡行为。这种电荷密度波与金属绝缘体界面处存在的边界TM极化电磁波有关。这种波的电场在界面处较大并舜逝在两种介质中。任何折射率的变化或结合事件都会带来SPR共振的变化。
 
  等离子体表面共振的表面等离子体的激发需要特殊的几何结构。实验证明,简单的反射实验无法激发表面等离子体。SPR共振的等离子体激发的必要条件是光的波矢kx 的投影与某个等离子体匹配。光在空气中的色散关系w(k)与相应的等离子体曲线互不相交。因此,金属-空气界面的的光反射不会导致等离子体的激发。一种技术可实现这种结构。如果光入射到折射率被空气高的介质中,直线的斜率就会下降,与等离子体色散的交叉就有可能发生。这就利用了所谓的Kretschmannn 结构。ATR 配置中使用棱镜实现角分辨功能是较为常见的设置。金属层位于棱镜的底部,反射强度测量时就可看出它是入射角Q的函数。角扫描以与波长改变相似的方式改变波矢kx 在棱镜基础上的投影。正是这种原因,人们误解的SPR 是:即使单波长激光入射到样品上也可使用SPR。
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