表面等离子体共振的二维相移探测
作者:
作者单位:

(浙江科技大学 理学院,浙江 杭州 310023)

作者简介:

沈艳婷 (1989-),女,博士,硕士生导师,主要从事表等离子体传感、拉曼光谱等研究。

通讯作者:

中图分类号:

基金项目:

国家自然科学基金(11904318)和浙江省自然科学基金(LGC19A040001)


Two-dimensional phase shift detection of surface plasmon resonance
Author:
Affiliation:

(School of Sciences, Zhejiang University of Science and Technology, Hangzhou, Zhejiang 310023, China)

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    摘要:

    表面等离子体共振(surface plasmon resonance,SPR) 在生物传感中有极大的应用价值,基于棱镜结构的共振角的相位传感比反射率传感具有更高的灵敏度。多通道实时相移探测是SPR 生物传感的研究热点和难点。本文提出了一种基于Kretschmann棱镜结构的衰减全反射(attenuated total reflection,ATR) 单光路的SPR相位检测系统。通过液晶可变延迟器(liquid crystal variable retarder,LCVR) 调控可激发表面等离子体激元(surface plasmon plaritons,SPPs) 的P-偏振光和作为参考光的S-偏振光的相位差,实现单光路干涉。通过可寻址的微镜阵列(micro-mirror array,MMA) 实现棱镜二维表面的定点相位 探测。该系统能够以接近单个MMA像素的空间分辨率(水平/垂直为7.64 μm或对角线为10.8 μm)探测相移信息,从而实现单光路、高精度、多通道的二维等离子共振相移探测,为原位生物传感器和突破衍射极限的相位成像提供新的实验思路。

    Abstract:

    Surface plasmon resonance (SPR) has tremendous application value in biosensing.The phase sensing of the resonant angle based on a prism structure exhibits higher sensitivity compared with the reflectivity sensing.Multi-channel real-time phase shift detection is a research highlight in SPR biosensing.An SPR phase detection system based on Kretschmann prism structure attenuated total reflection (ATR) single- path is proposed.The phase difference between P-polarized signal light and S-polarized reference light is controlled by a liquid crystal variable retarder (LCVR) to realize single-path interference.Fixed-point phase detection of two-dimensional surfaces is realized by an addressable micro-mirror array (MMA).The system can detect the phase shift information with a spatial resolution close to a single MMA pixel (7.64 μm horizontally/vertically or 10.8 μm diagonally).It is capable of realizing single-path,high-precision,multi-channel two-dimensional plasmon resonance phase shift detection,providing new experimental ideas for in-situ biosensors and phase imaging beyond diffraction limits.

    参考文献
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    引证文献
引用本文

蒋兹钰,沈艳婷,吴家伟,朱奇峰,郭广生,陈卓.表面等离子体共振的二维相移探测[J].光电子激光,2024,35(7):731~736

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  • 收稿日期:2023-06-16
  • 最后修改日期:2023-09-04
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  • 在线发布日期: 2024-06-05
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