CN1238448A - 表面等离子体谐振测试仪 - Google Patents
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Abstract
表面等离子体谐振测试仪，包括控制系统、光学系统、机械运动结构、角度信号处理电路、光信号处理电路，所说的机械运动结构包括光学平台2，安装在光学平台上的连杆组3，螺杆6一端接有滑块4，另一端与电机7连接，在滑块4下有一导轨5，拉杆9一端连接滑块4，另一端连接连杆组3，角位移传感器8安装在螺杆6上。本发明不仅可应用于研究金属薄膜光学特性和LB膜的分子结构、光学常数等，还可用作传感器对生物、化学量的测量。
Description
本发明属于测试仪，特别是表面等离子体测试仪。
用机电的方法改变入射光的角度和检测入射光强度随角度的变化在很大程度上象构造一个角度传感器。对SPR表面等离子体谐振测试仪的要求是：即要实现角度的微小改变，又要对微小改变精确测量。传统的SPR使用涡轮涡杆结构。其设计精神是尽量加大传动比i，如要求达到的测角精度为1‰，可准确测量的角度为0.5度，则传动比i不小于200。传动比等于200是一个很大的数字，这样的传动比一般用于得到微小位移。普通传动机构中，涡轮涡杆的传动比为30-100。要达到200以上的传动比，需要涡轮涡杆结合齿轮传动。而且要实现检测器件可以同步移动，需要两套传动设备。
本发明的目的是提出一种检测谐振吸收角微小变化的传感系统。
本发明的主要特点是表面等离子体谐振测试仪包括控制系统、光学系统、机械运动结构、角度信号处理、光信号处理，其特征是所说的机械运动结构包括光学平台2，安装在光学平台上的连杆组3，螺杆6一端接有滑块4，另一端与电机7连接，在滑块4下有一导轨5，拉杆9一端连接滑块4，另一端连接连杆组3，角位移传感器8安装在螺杆6上。
本发明装置运转灵活，测试准确，不仅可应用于研究金属薄膜光学特性和LB膜的分子结构、光学常数等，还可用作传感器对生物、化学量的测量。
附图说明
图1是本发明系统框图
图2是机械运动结构原理图。图中1-测试仪基座2-光学平台3-连杆组4-滑块5-导轨6-丝杠7-电机8-角位移传感器9-拉杆10-光源11-光电二极管
下面结合附图叙述本发明。
如图1所示，控制系统根据运行状态决定机械结构的运行速度和方向、光源的调制频率和幅度。信号分为角度和光强两种，当机械运行到极限位置时，控制系统对角度进行校正，并根据运行结果对机械速度自动调整。在每一个可分辨的入射角度，系统都对光强进行检测，检测的采样率和样本数可控。每次运行的结果作为决定下次测量时的参数的依据。
由附图2可知，杠杆机构可以精确地实现微小角位移，而且结构简单。设臂长为200毫米，为得到1‰角度的角位移，臂端要移动的距离是4微米，得到4微米的直线位移可以用螺旋副来实现。设螺旋的牙距为0.5毫米，即每转动360°得到0.5毫米的位移，4微米的位移相当于2.9°的角位移，这样大的角位移是很容易测量的。但是，连杆组3端点的运动是沿弧线，而螺旋副只能沿直线运动，为了将直线运动和圆运动相结合，必须使用拉杆9和导轨5。测试仪的基座1用来放置机械结构，棱镜放置在光学平台2上，连杆组3一端固定在光学平台2上，另一端通过拉杆9与滑块4连接。螺杆6一端装有滑块4，另一端与电机7连接，在滑块4下有一导轨5，角位移传感器8安装在螺杆6上。电机7驱动精密螺杆6和滑块4在导轨5中往复移动以改变入射光的角度。螺杆的转动由角位移传感器8加以测量。导轨5的作用是使滑块4的运动轨迹与光学平台2的中轴线重合。要求连杆组3的四臂完全等长。这样，入射光角度的变化可通过滑块的运动距离计算得到。角位移传感器8测量螺杆6转动的角度，再根据螺距即可计算滑块4的移动距离。本结构的优点是可实现微小的入射角度变化和较大的变化范围，且同时对反射光进行了跟踪。系统的灵敏度决定于电机7和角位移传感器8最小可分辨的角位移。系统的精确度主要由螺杆6的制造精度决定。而滑块4的行程长度和连杆的臂长决定测量范围的大小。使用本发明时，待测物放置于光学平台2上，置于计算机内的控制系统控制机械系统的动作及对角度和光强信号的分析。可根据软件设定自动连续工作。
Claims (5)
1、表面等离子体谐振测试仪，包括控制系统、光学系统、机械运动结构、角度信号处理电路、光信号处理电路，其特征是所说的机械运动结构包括光学平台2，安装在光学平台上的连杆组3，螺杆6一端接有滑块4，另一端与电机7连接，在滑块4下有一导轨5，拉杆9一端连接滑块4，另一端连接连杆组3，角位移传感器8安装在螺杆6上。
2、按权利要求1所述的表面等离子体谐振测试仪，其特征是所说的连杆组3的四臂等长。
3、按权利要求1所述的表面等离子体谐振测试仪，其特征是光源10和光电二极管11放置在连杆组3上。
4、按权利要求1所述的表面等离子体谐振测试仪，其特征是滑块4的运动轨迹与光学平台2的中轴线重合。
5、按权利要求1或3所述的表面等离子体谐振测试仪，其特征是所说的光源10是固体激光器。
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|---|---|---|---|
| CN 98102366 CN1089434C (zh) | 1998-06-08 | 1998-06-08 | 表面等离子体谐振测试仪 |
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| CN 98102366 CN1089434C (zh) | 1998-06-08 | 1998-06-08 | 表面等离子体谐振测试仪 |
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ID=5217292
Family Applications (1)
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1998
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