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一种适用于湿度传感的表面等离子微环传感器
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作者 李志全 安东阳 +4 位作者 张鑫 赵玲玲 沙晓鹏 郭士亮 李文超 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2015年第9期2660-2664,共5页
提出了一种适用于湿度传感的表面等离子微环传感器。该传感器纵向上采用表面等离子多层波导结构,横向上采用U型微环结构,以聚酰亚胺(polyimide,PI)为感湿材料。根据传输矩阵法推导表面等离子微环传感器结构的传递函数,外界环境的相对... 提出了一种适用于湿度传感的表面等离子微环传感器。该传感器纵向上采用表面等离子多层波导结构,横向上采用U型微环结构,以聚酰亚胺(polyimide,PI)为感湿材料。根据传输矩阵法推导表面等离子微环传感器结构的传递函数,外界环境的相对湿度变化引起聚酰亚胺的折射率变化,从而多层波导结构的有效折射率发生改变,导致传感器的输出光谱发生漂移。重点分析讨论了多层波导结构的传输特性以及感湿部位折射率的变化对输出光谱的影响。根据计算和仿真得出:当U型波导的两个耦合点间的距离为微环周长的整数倍时,传感器的输出光谱水平漂移量较大,自由光谱范围(FSR)加倍,达到128nm,当外界环境相对湿度从10%RH变化到100%RH时,漂移量Δλm在0.005~0.038μm之间变化,相比于其他湿度传感器,灵敏度提高了10~50倍,高达0.0005μm/%RH,并且传输稳定。结果表明:设计的表面等离子微环传感器,灵敏度较好,性能稳定,可以应用于湿度测量,并且实现了在高灵敏度感湿的同时兼顾大范围的滤波选频,为微型光学器件的制备提供了理论基础。 展开更多
关键词 表面等离子微环传感器 多层波导结构 传输矩阵法 灵敏度
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基于微型表面等离子共振生物传感器的葡萄糖浓度测量技术 被引量:6
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作者 黄显 栗大超 +3 位作者 徐可欣 于海霞 黄福祥 胡小唐 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2006年第05B期2072-2076,共5页
葡萄糖是生物体和食品中普遍含有的一种重要物质,其浓度的高低直接影响着生物体功能的正常发挥和食品的质量,因此检测葡萄糖的浓度有重要的意义和作用.本文利用微型表面等离子共振生物传感器构造了葡萄糖测量实验系统,并通过葡萄糖溶液... 葡萄糖是生物体和食品中普遍含有的一种重要物质,其浓度的高低直接影响着生物体功能的正常发挥和食品的质量,因此检测葡萄糖的浓度有重要的意义和作用.本文利用微型表面等离子共振生物传感器构造了葡萄糖测量实验系统,并通过葡萄糖溶液浓度的测量实验对系统的性能进行了评估,对实验现象进行了分析,探讨了测量结果的数据处理方法.实验系统对葡萄糖溶液的分辨率达到了6.25mg/L,其精度高于其他采用折射率测量方法能够获得的葡萄糖溶液浓度的测量值.实验结果表明微型化的表面等离子共振测量装置在工业和医疗上的检测有很好的应用前景. 展开更多
关键词 系统 表面等离子共振生物传感器 葡萄糖 浓度测量 GGBP蛋白
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液滴微流控中空气/CF_(4)等离子体表面改性环烯烃共聚物 被引量:1
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作者 李洋 郑艳萍 +4 位作者 梁帅 张慧儒 林计良 王帅超 万卓 《高分子材料科学与工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第7期162-169,共8页
环烯烃共聚物(COC)是一种新型的微流控材料,其疏水性虽然可以保证油包水微滴生成,却极大降低了芯片的键合强度。采用空气/CF_(4)射频放电低温等离子体对COC进行表面改性,成功制备了高亲水性到高疏水性的COC表面,并利用接触角测量、X射... 环烯烃共聚物(COC)是一种新型的微流控材料,其疏水性虽然可以保证油包水微滴生成,却极大降低了芯片的键合强度。采用空气/CF_(4)射频放电低温等离子体对COC进行表面改性,成功制备了高亲水性到高疏水性的COC表面,并利用接触角测量、X射线光电子能谱、扫描电子显微镜和傅里叶变换红外光谱对处理后的表面进行了分析和表征。通过微滴生成实验与剥离实验研究了等离子体表面改性对COC芯片微滴生成、流动行为和键合强度的影响,并监测了改性表面的时效性。结果表明,空气等离子体处理后芯片黏接性能与润湿性能显著提高,但此时生成水包油微滴。经过空气等离子体活化后再经过CF_(4)等离子体处理的芯片疏水性恢复并超越本征,油包水微滴再度生成。因此,低温等离子体改性可以成为在不影响芯片功能的前提下实现芯片结构强化的有效方法,另外改性后芯片的生物应用值得进一步探索。 展开更多
关键词 烯烃共聚物 表面改性 等离子 液滴流控 X射线光电子能谱
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双层介质加载等离子体微环的高灵敏生物传感 被引量:4
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作者 刘恒 马涛 +1 位作者 余重秀 高金辉 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2017年第3期133-137,共5页
为了提高介质加载表面等离子体的传输距离,提出了基于双层介质加载的表面等离子体波导结构。利用有限元方法研究了介质加载的表面等离子体波导的模场分布及传输特性,并对其传感应用的波导灵敏度进行了分析。研究表明,当低折射率介质厚... 为了提高介质加载表面等离子体的传输距离,提出了基于双层介质加载的表面等离子体波导结构。利用有限元方法研究了介质加载的表面等离子体波导的模场分布及传输特性,并对其传感应用的波导灵敏度进行了分析。研究表明,当低折射率介质厚度占波导总厚度的33%时,传输距离是单层介质加载表面等离子体波导的2.4倍。利用该波导结构组成的微环谐振腔被用于生物传感研究,其传感特性分析表明,传感灵敏度为411 nm/RIU,检测极限为1.2×10^(-5) RIU。双层混合介质加载表面等离子体波导的设计和研究为其进行无标记生物传感应用提供了有价值的指导。 展开更多
关键词 表面等离子体波导 介质加载 谐振腔 生物传感
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基于Otto结构的光纤SPR微位移传感器 被引量:2
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作者 王雁茹 赵春柳 康娟 《光通信技术》 北大核心 2016年第4期30-32,共3页
提出一种基于Otto结构的高灵敏度光纤表面等离子体共振(SPR)微位移传感器。通过有限元分析软件COMSOL Multiphysics ULTIPHYSICS对该传感器的传感特性进行了理论数值研究,分析了表面等离子体共振波长与位移变化的关系。
关键词 表面等离子体共振(SPR) 光纤 位移传感器 灵敏度
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纳米金属复合孔阵列强透射折射率传感器研究
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作者 杨宏艳 韦柳夏 +7 位作者 黄文海桂林电子科技大学信息与通信学院,广西桂林541004 刘厚权 滕传新 陈明 邓洪昌 徐荣辉 邓仕杰 苑立波 《深圳大学学报(理工版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期405-410,共6页
设计了一种圆环-矩形金属纳米复合孔阵列折射率传感器.采用时域有限差分法进行数值计算,讨论了复合结构的周期、旋转角度、圆环内径以及矩形长和宽等参数对光透射特性的影响,并分析复合纳米孔狭缝宽度对灵敏度的影响.结果表明,经过参数... 设计了一种圆环-矩形金属纳米复合孔阵列折射率传感器.采用时域有限差分法进行数值计算,讨论了复合结构的周期、旋转角度、圆环内径以及矩形长和宽等参数对光透射特性的影响,并分析复合纳米孔狭缝宽度对灵敏度的影响.结果表明,经过参数优化后,可获得的最佳光透射率高达84.4%,灵敏度达(2613±75)nm/RIU。该研究为设计和实现下一代高灵敏度金属纳米等离子体生化传感器提供理论依据。 展开更多
关键词 光学传感器 表面等离子体共振 -矩形孔阵列 时域有限差分方法 光透射 折射率传感特性
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