[發明專利]利用表面等離子體共振效應的檢測裝置

無效

• 申請號: 201010173028.7
• 申請日: 2010-05-07
• 公開（公告）號: CN102235971A
• 公開（公告）日: 2011-11-09
• 發明（設計）人: 徐坴暉
• 申請（專利權）人: 徐坴暉
• 主分類號: G01N21/43
• 分類號: G01N21/43;G01N21/01
• 代理公司: 上海翼勝專利商標事務所(普通合伙) 31218
• 代理人: 翟羽

【技術領域】

本發明是有關于一種檢測器及其承載平臺，特別是有關于一種利用表面等離子體共振效應的檢測裝置。

【背景技術】

表面等離子體共振(Surface?Plasmon?Resonance，SPR)是一種存在于金屬與介電質之間的光學現象。在1982年，Nylander及Leidberg利用SPR的現象來做氣體檢測及生化感測器后，SPR生化感測器就漸漸地被科學界所注意。由于SPR生物感測器具有很好的親合性，可以允許在不對生物分子做任何標記的情況下進行及時的分析，因此SPR生物感測器逐漸成為生物檢測儀器的主要設備。

上述的感測器是利用表面等離子體共振效應來檢測金屬薄膜表面微量物質的特性，而檢測方法是將一光線從介電質射至金屬薄膜表面，當光線在金屬薄膜表面產生全反射角時，入射光會激發此金屬膜表面的自由電子，使其沿平行入射面的方向共振運動，進而形成表面等離子體波(Surface?PlasmonWave，SPW)。

由上述可知，表面等離子體波為一電場震蕩方向平行于入射面的橫向電磁波，因此只有橫向電磁場極化光(也就是所謂的p偏振光)，在滿足動量相當與頻率相同的情況下，才能使入射光子能量耦合傳遞給表面等離子體波。當入射光線與表面等離子體波共振時，反射光線的強度會遽降至零，此時的入射角即稱為表面等離子體共振角。表面等離子體共振角會隨著位于金屬薄膜非照光面上的待測物的折射率(refractive?index)而改變，當待測物的組成或濃度改變時，所導致的折射率改變將反映在共振角的變化上。也就是說，位于金屬薄膜表面的待測物的質量變化將導致共振角產生變化。因此只要量測出共振角，即可推算出待測物的組成或濃度等特性。

圖1為現有利用表面等離子體共振效應的檢測裝置的簡單示意圖。請參照圖1，目前普遍采取棱鏡式利用表面等離子體共振效應的檢測裝置，其是直接將金屬薄膜110鍍在一等腰直角三棱鏡120的底面122，待測物130則是配置于金屬薄膜110的非照光面111上。激光源140是用以提供激光束142，當激光束142入射三棱鏡120的入射角為此待測物130的共振角時，光強度偵測器150所接收到的反射光強度為零。此時，光線101的衰逝波(evanescentwave)是穿越金屬薄膜110而在金屬薄膜110的非照光面111激發出表面等離子體波。

而且，目前多以高精度的旋轉平臺來承載三棱鏡120、激光源140及光強度偵測器150等元件。此旋轉平臺是以三棱鏡120為旋轉中心點，帶動激光源140與光強度偵測器150進行反向同角度的旋轉運動，以使激光束142得以不同的入射角度射至三棱鏡120，從而檢測出待測物130的共振角。但由于此類精密旋轉平臺體積龐大且價格昂貴，使得整體檢測裝置無法被廣泛地運用。

為避免上述的缺點，現有提出另一種利用表面等離子體共振效應的檢測裝置，其是利用拋物面鏡的反射特性，將旋轉機構改良成直線運動機構。此種利用表面等離子體共振效應的檢測裝置的應用原理為不同的平行光經拋物面鏡反射后，均會聚焦于其焦點上，故將承載有待測物的棱鏡置放在拋物面鏡的焦點上，并使入射光平行拋物面鏡的軸線，再移動光源與此軸線的距離，就可以改變光入射棱鏡的角度。然而，拋物面鏡的制造精度對此利用表面等離子體共振效應的檢測裝置的檢測精度影響極大，但高精度的拋物面鏡卻是不易制作的，所以此種利用表面等離子體共振效應的檢測裝置需要較高的成本，因而無法被廣泛地運用。

故，有必要提供一種利用表面等離子體共振效應的檢測裝置，以解決現有技術所存在的問題。

【發明內容】

本發明的主要目的在于提供一種利用表面等離子體共振效應的檢測裝置，其具有體積小且成本低的特點，因此可廣泛地應用在任何檢測技術中。

本發明的次要目的在于提供一種撓性連桿平臺，其具有制造簡單且成本低廉的特點，并且能夠達成精密定位與動力傳遞的功效。

為達成本發明的前述目的，本發明提供一種撓性連桿平臺，包含輸入桿、輸出桿、連接桿與固定桿。其中，輸入桿的一端樞接于輸出桿的一端，連接桿的一端樞接于輸入桿的中心，固定桿的一端樞接于連接桿另一端，固定桿的另一端則樞接于輸出桿的另一端。而且，輸入桿的自由端適于相對固定桿而進行線性運動，輸出桿則適于以連接至固定桿的一端為軸心而旋轉。

在本發明的一實施例中，上述的撓性連桿平臺是以一材料而利用線切割放電加工、電腦數值控制銑床加工或射出成型方式而成。