[发明专利]一种光场行波腔增强表面等离子体共振传感装置

说明书

本发明提供了一种光场行波腔增强表面等离子体共振传感装置，具有这样的特征，包括：频率可调光源；多边形柱棱镜单元，包括边数至少为五的正多边形柱棱镜和依次设置在正多边形柱棱镜的不同棱边外侧的金属层、纳米颗粒层以及微纳光学结构层；以及光信息接收单元，其中，被测样品放置在金属层的外侧，纳米颗粒层为核壳结构，用于增强被测样品的拉曼传感，核壳结构包含金纳米层以及二氧化硅纳米层，微纳光学结构层用于超分辨图像传感。所以，本发明的共振传感装置不仅具有系统结构简单、光场强度分布均匀、灵敏度高、系统稳定性高等优点，而且具有多机理传感检测、可实现区域测量、功能易于拓展、适用范围广等特点。

本申请是申请号为CN201610776956.X、申请日为2016年08月30日、公开日为2017年01月18日、公开号为CN106338470A、发明名称为“ 一种光场行波腔增强表面等离子体共振传感装置”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明属于光学检测技术领域，具体涉及一种光场行波腔增强表面等离子体共振传感装置。

背景技术

表面等离子体共振传感技术发展迅速，广泛应用于物质分析、环境检测、环境感知、食品安全、生命科学、生物医药、医学诊断、安防、刑侦、质检、过程控制等诸多领域，成为痕量物质测量与分析技术发展热点之一，但是，目前的表面等离子体共振传感技术还有很多不足之处。

中国发明专利（申请号为CN01136673.7，公开号为CN1342895）公开了一种波长调制偏振型表面等离子体波传感器，该波长调制偏振型表面等离子体波传感器包括激光器、起偏器、传感部件、1/4波片、检偏器、光电转换器、锁相放大器、计算机以及信号发生器。尽管该波长调制偏振型表面等离子体波传感器具有结构简单、对测量分辨率有显著提高等优点，但是，光束在传感部件中只发生一次全反射，导致测量灵敏度不高。

针对上述波长调制偏振型表面等离子体波传感器的不足，中国发明专利（公开号为CN101294900）公开了一种高精细度腔表面等离子体共振传感器，该高精细度腔表面等离子体共振传感器包括激光光源、表面等离子体传感器以及光电探测器，表面等离子体传感器为截面为等腰三角形的柱形棱镜，斜边面为光束入射面和光束出射面，底边面为传感平面，有金属薄膜，入射光束与光束入射面垂直，出射光束与光束出射面垂直，光束入射表面等离子体传感器后在传感平面发生全反射；光束入射面和光束出射面构成高精细度腔；光束在高精细度腔内往返传播，每次往返均在棱镜镀有金属膜的一面发生表面等离子体共振，均与被测物质相互作用。尽管该高精细度腔表面等离子体共振传感器具有一定的优点，但是，仍然存在本质不足，采用等腰三棱镜两个平面构成高精细度腔，此类腔为线形高精细度腔，光场在内部往返传播，存在驻波行为，光场强度分布不均匀，导致影响装置灵敏度、系统抗干扰性，同时，此在先技术装置的传感能力受限，无法实现多机理传感检测，影响适用范围。

发明内容

本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种具有环形腔结构、系统结构简单、由行波光场激发、光场强度分布均匀、灵敏度高、系统稳定性高、具有多机理传感检测、可实现区域测量、功能易于拓展、适用范围广的光场行波腔增强表面等离子体共振传感装置。

本发明采用的技术方案如下：