[發明專利]表面等離子共振測量裝置和方法

有效

• 申請號: 200610103280.4
• 申請日: 2006-07-24
• 公開（公告）號: CN101113887A
• 公開（公告）日: 2008-01-30
• 發明（設計）人: 吳寶同
• 申請（專利權）人: 吳寶同
• 主分類號: G01B11/00
• 分類號: G01B11/00;G01N21/00
• 代理公司: 北京律盟知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 劉國偉;徐永樂

1.一種表面等離子共振測量裝置，包含：

一光照組合件，用以提供一含橫磁(TM)模式成分的光束；

一光耦合單元，包含一金屬薄膜表面，供所述光束入射激發產生表面等離子共振波；

一相對物體，與所述光耦合單元的金屬薄膜表面相距一間隙，其寬度小于等于所述表面等離子共振波的穿透深度的2倍距離；

一光檢測單元，檢測所述光束于所述金屬薄膜表面的反射光信號或穿透光信號，并將其轉換為電氣信號；和

一輸出單元，將所述電氣信號轉換成輸出信號，據以獲得所述光耦合單元與所述相對物體間的幾何數值。

2.如權利要求1所述的表面等離子共振測量裝置，其特征在于所述幾何數值是所述間隙的寬度。

3.如權利要求1所述的表面等離子共振測量裝置，其特征在于所述幾何數值是所述光耦合單元與所述相對物體的相對位移。

4.如權利要求1所述的表面等離子共振測量裝置，其特征在于所述幾何數值是所述光耦合單元與所述相對物體的相對位置。

5.如權利要求1所述的表面等離子共振測量裝置，其特征在于所述幾何數值是所述相對物體的表面平坦度。

6.如權利要求1所述的表面等離子共振測量裝置，其特征在于所述間隙小于等于所述光束波長的二分之一。

7.如權利要求1所述的表面等離子共振測量裝置，其特征在于所述光照組合件所產生所述光束的光源為激光、鎢絲燈、汞燈、發光二極管或同步輻射光。

8.如權利要求1所述的表面等離子共振測量裝置，其特征在于所述光束的波長為可見光、紅外光或紫外光頻段范圍。

9.如權利要求1所述的表面等離子共振測量裝置，其特征在于所述光照組合件提供含有TM模式成分的所述光束是利用光學鏡組或極化偏極片調制而成。

10.如權利要求1所述的表面等離子共振測量裝置，其特征在于所述光耦合單元是采用棱鏡耦合方式、光柵耦合方式，或光波導耦合方式產生表面等離子共振效應。

11.如權利要求1所述的表面等離子共振測量裝置，其特征在于所述金屬薄膜的材料是單一層金、銀或復合金屬。

12.如權利要求1所述的表面等離子共振測量裝置，其特征在于所述金屬薄膜的材料是復數層金、銀、或復合金屬或復合材料的組成。

13.如權利要求1所述的表面等離子共振測量裝置，其特征在于所述光檢測單元是光感測二極管、光電倍增管、光放大二極管、CMOS傳感器或CCD傳感器。

14.如權利要求1所述的表面等離子共振測量裝置，其特征在于所述輸出單元是顯示裝置、存儲裝置或控制裝置；且所述輸出信號可經由對比數據模擬結果、查找實驗數值對照表或圖像數值分析方法，以獲得所述幾何數值。

15.如權利要求1所述的表面等離子共振測量裝置，其特征在于所述相對物體的表面是單一介質材料或覆有材料層。

16.如權利要求1所述的表面等離子共振測量裝置，其特征在于所述相對物體是一較大物體表面的一局部區域。

17.如權利要求1所述的表面等離子共振測量裝置，其特征在于所述相對物體由透光、半透光或不透光材料所組成。

18.如權利要求1所述的表面等離子共振測量裝置，其特征在于所述間隙的充填狀態是真空、氣態、液態或具彈性的固態介質。

19.如權利要求1所述的表面等離子共振測量裝置，其特征在于所述間隙的充填狀態是空氣，水溶液、酒精溶液、樹脂、粘合劑、膠狀物，橡膠或微簧片。

20.如權利要求1所述的表面等離子共振測量裝置，其特征在于利用表面等離子共振效應獲得所述幾何數值的方式是采用角度探測法、波長探測法、強度探測法、相位探測法，或以上方法的組合。

21.如權利要求10所述的表面等離子共振測量裝置，其特征在于使用棱鏡耦合方式的棱鏡是直角棱鏡、三角棱鏡、半圓球棱鏡或半圓柱棱鏡。

22.如權利要求1所述的表面等離子共振測量裝置，其特征在于所述光耦合單元由所述金屬薄膜直接鍍于棱鏡、光柵、或光波導之上組成。