[發明專利]表面等離子體共振系統和其檢測方法

有效

• 申請號: 201210150032.0
• 申請日: 2012-05-09
• 公開（公告）號: CN103389284A
• 公開（公告）日: 2013-11-13
• 發明（設計）人: 邵永紅;顧大勇;屈軍樂;牛憨笨
• 申請（專利權）人: 深圳大學
• 主分類號: G01N21/41
• 分類號: G01N21/41;G01N21/55
• 代理公司: 深圳中一專利商標事務所 44237
• 代理人: 陳世洪

1.一種表面等離子體共振系統，其特征在于，所述系統包括：

寬帶光源，用于產生寬帶光；

可調濾光器，用于過濾所述寬帶光，使之成為窄帶光；

起偏器，用于從所述窄帶光中獲取偏振光；

光調制器，用于改變所述偏振光空間上相位分布，使之成為調制偏振光；

分束器，用于將所述調制偏振光分為探測光和參考光；

設有樣品池的棱鏡，用于接收所述探測光，使其投射至傳感面，形成面照明；

第一檢偏器，其偏振方向與所述起偏器的偏振方向垂直，并與所述光調制器配合對所述探測光進行周期性調制；

成像機構，用于記錄經所述傳感面反射的探測光強分布，形成探測圖像；

第二檢偏器，其偏振方向與所述起偏器的偏振方向垂直，并與所述光調制器配合對所述參考光進行周期性調制；

光電探測器，用于將所述參考光轉換為參考電信號；以及

計算機，用于采集分析所述探測圖像和參考電信號，并控制所述可調濾光器和光調制器。

2.如權利要求1所述的表面等離子體共振系統，其特征在于，所述計算機輸出正弦或余弦空間光調制信號至所述光調制器。

3.如權利要求1或2所述的表面等離子體共振系統，其特征在于，所述寬帶光源與可調濾光器之間設將所述寬帶光調整為平行光的第一透鏡。

4.如權利要求3所述的表面等離子體共振系統，其特征在于，所述成像機構包括沿光軸依次設置的第二透鏡、第三透鏡以及面陣探測器。

5.如權利要求2所述的表面等離子體共振系統，其特征在于，所述計算機經由數據采集卡對所述參考電信號進行采集。

6.如權利要求1或2所述的表面等離子體共振系統，其特征在于，所述調制偏振光經所述分束器部分反射形成所述參考光，所述調制偏振光經所述分束器部分透射形成所述探測光。

7.如權利要求6所述的表面等離子體共振系統，其特征在于，所述寬帶光源與可調濾光器之間設將所述寬帶光調整為平行光的第一透鏡。

8.一種采用如權利要求1所述的表面等離子體共振系統進行檢測的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

點亮所述寬帶光源，將第一探測樣品注入所述樣品池，由所述成像機構在所述探測光一個調制周期內，以等時間間隔或者不等時間間隔的方式獲取一組第一探測圖像；

改變所述窄帶光的波長，所述窄帶光的波長每改變一次，即由所述成像機構獲取一組第一探測圖像，由此獲得多組第一探測圖像；

將第二探測樣品注入所述樣品池，使其與所述第一探測樣品反應，由所述成像機構在所述探測光一個調制周期內，以等時間間隔或者不等時間間隔的方式獲取一組第二探測圖像；

使所述窄帶光的波長及其變化情況與探測樣品反應前相同，由此獲得多組第二探測圖像；

在多組第一探測圖像和第二探測圖像中尋找所述傳感面各探測點產生SPR現象最佳的窄帶光波長，以此推算出所述第一探測樣品或第二探測樣品在所述傳感面各探測點的折射率變化量Δn′，從而獲知各探測點所述第一探測樣品與第二探測樣品反應前后性狀變化情況。

9.如權利要求8所述的方法，其特征在于，所述在多組第一探測圖像和第二探測圖像中尋找所述傳感面各探測點產生SPR現象最佳的窄帶光波長的步驟具體為：

依序提取各窄帶光波長下，所述第一探測圖像各像素所對應探測光的相位，并與所述參考光的相位比較，計算出所述第一探測圖像各像素所對應探測光的相位與所述參考光的相位的差，將此相位差記為所述第一探測樣品與第二探測樣品反應前的初始相位；

依序提取各窄帶光波長下，所述第二探測圖像各像素所對應探測光的相位，并與所述參考光的相位比較，計算出所述第二探測圖像各像素所對應探測光的相位與所述參考光的相位的差，將此相位差記為所述第一探測樣品與第二探測樣品反應后的變化相位；

依序計算各窄帶光波長下，所述第一探測圖像和第二探測圖像中各相應像素的初始相位與變化相位的差，將此相位差記為所述第一探測樣品與第二探測樣品反應前后的作用相位，選取所述作用相位絕對值最大所對應的窄帶光波長，此即探測圖像中該像素所對應傳感面探測點產生SPR現象最佳的窄帶光波長，由此獲得所述傳感面各探測點產生SPR現象最佳的窄帶光波長。

10.如權利要求8或9所述的方法，其特征在于，由入射角度一定、波長不同的SPR相位曲線推算出所述第一探測樣品或第二探測樣品在所述傳感面各探測點的折射率變化量Δn′。