基于表面等离激元的折射率传感器研究开题报告

 2022-08-24 09:42:28

全文总字数:5490字

1. 研究目的与意义(文献综述)

1.1研究目的及意义

随着现代信息科学技术的高速发展,传感器技术在转化测量参数为光或电信号方面扮演着越来越重要的角色,微型化的集成电路需求也越来越苛刻。伴随着光子技术和纳米技术的成熟,微纳尺度下光的传播和激发成为热门研究对象,以实现自然材料不具备的新光学功能和效应。从上世纪90年代开始,光纤通讯兴起并大规模的普及运用,作为传感领域主要研究课题之一的光学传感器的性能在不断提升的同时也需要满足新的要求。光子具有低耗散、高速度和高带宽等优点,能够携带相较于传统电子更多的信息量。因此将光纤传感器、光学以及纳米技术相结合,设计出的新型纳米光学传感器满足各种设计指标并具备测量更多的参数的性能。然而,由于衍射极限的限制,光学芯片难以在极小的尺度下实现大规模的集成。如何突破衍射极限,实现信号在极小范围内的操控、采集个传输,是目前亟待解决的关键问题。

表面等离激元(surface Plasmon,SP)是光子与金属表面自由电子两者相互作用,形成以金属-介质交界面为边界传播的表面电磁波。由于表面等离激元能够实现对光场的深亚波长的局部束缚,并且在超衍射极限的局域范围内具有很强的电磁场增强效应,在最近二十年,一维纳米材料层出不穷,同时与表面等离激元有关的研究也取得了众多令人鼓舞的新进展,而且迅速向其它领域交叉渗透,新的研究分支不断出现。

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2. 研究的基本内容与方案

2.1研究(设计)的基本内容

SPR传感技术是一种新型的光电传感技术,具有耗量少、灵敏度高、实时检测、响应速度快等特点。表面等离子体折射传感器是研究生物分子相互作用和小分子检测的重要技术。本文以表面等离子体共振(SPR)为依托,对SPR的特性和传感器实验应用进行研究,主要研究如下:

1.首先从等离子共振技术的相关背景知识出发,包括其发展历史、发展趋势以及国内外应用和研究现状,同时对本课题组需要应用的传感器的相关背景知识进行介绍。

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3. 研究计划与安排

第1-3周:查阅相关文献资料,明确研究内容,了解研究所需理论基础。确定方案,完成开题报告。

4. 参考文献(12篇以上)

[1]贺卫东,张伟,栗苹.表面增强光谱和表面等离激元共振传感器[J].科学通报,2011,56(20):1585-1592.

[2]光纤表面等离子体共振光化学传感器的原理及进展[J].张江涛,顾铮.激光与光电子学展. 2008(10).

[3]差分表面等离激元共振传感仿真研究[J].朱伟,关钰,曹冬梅.测试技术报. 2012(02).

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