JP2005308658A - 表面プラズモン共鳴センサ装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】半導体レーザ部10は、垂直共振器型面発光レーザである。センサ部20は、第2多層反射膜15上に設けられた誘電体膜22と、その上に設けられた金属膜23と、その表面に固定化された受容体26とを具備する。誘電体膜22の上面には、同心円状の凹凸からなるグレーティングが設けられており、その表面に沿って金属膜23が形成されている。金属膜23の凹凸表面には受容体26が結合している。また、金属膜23は、中心部が開口している。開口部24の近傍には、光ファイバープローブ27が設けられ、開口部24から漏れ出す近接場光25が検出される。
【選択図】 図1
Description
図1は、本実施形態に係る表面プラズモン共鳴センサ装置を示す。このセンサ装置は、半導体レーザ部10と、その上に設けられたセンサ部20とにより構成されている。
図5は、図1の表面プラズモン共鳴センサ装置におけるセンサ部20の構成例を示す図である。図5に示すように、半導体レーザ部10の発光面上に厚さ300nmのシリコン酸化膜からなる誘電体膜22を介して厚さ100nmの銀からなる金属膜23を形成する。あらかじめ誘電体膜22表面には同心円状の凸凹を形成してあり、金属膜23のピッチが425nmになるようにしてある。金属膜23の同心円の中心には直径センサ部200nmの開口部24を設けてある。
図6は、図1の表面プラズモン共鳴センサ装置におけるセンサ部20の他の構成例を示す図である。図6に示すように、半導体レーザ部10の発光面上に厚さ300nmのシリコン酸化膜からなる誘電体膜22を介して厚さ100nmの銀からなる金属膜23を形成する。あらかじめ誘電体膜22表面には同心円状の凸凹を形成してあり、金属膜23のピッチが425nmになるようにしてある。金属膜23の同心円の中心には直径センサ部200nmの開口部24を設けてある。
図8は、図1の表面プラズモン共鳴センサ装置におけるセンサ部20の他の構成例を示す図である。本実施形態では、発光波長633nmの赤色面発光レーザを用いる。この半導体レーザは、GaAsに格子整合したAlGaInP系材料により構成される。半導体分布ブラッグ反射鏡は、Al組成を変化させたAlGaAsの積層膜により構成される。図8に示すように、半導体レーザ部10の発光面上に厚さ300nmのシリコン酸化膜からなる誘電体膜22を介して厚さ100nmの銀からなる金属膜23を形成する。あらかじめ誘電体膜22表面には同心円状の凸凹を形成してあり、金属膜23のピッチが425nmになるようにしてある。金属膜23の同心円の中心には直径センサ部200nmの開口部24を設けてある。
本実施例では、第1の実施の形態で示したのと同様の構成のセンサを用い、測定を行った。本実施例では、誘電体膜22はシリコン酸化膜(膜厚250nm)により構成し、金属膜23は銀膜(膜厚50nm)により構成した。金属膜23の凹凸ピッチは400nm、中央開口部の直径はセンサ部200nmとした。
面発光半導体レーザは、AlGaInP系材料からなる発光波長633nmのものを用いた。
11 半導体基板
12 第1多層反射膜
13 多重量子井戸活性層
14 光閉じ込め層
15 第2多層反射膜
16 シリコン窒化膜
17 ポリイミド埋め込み層
18 上部電極
19 裏面電極
20 センサ部
22 誘電体膜
23 金属膜
24 開口部
25 近接場光
26 受容体
27 光ファイバープローブ
30 表面プラズモンセンサ装置
31 蛍光色素
32 凹凸部
203 受光部
204 解析部
205 検量線DB
206 表示部
Claims (8)
- 面発光レーザと、
該面発光レーザの発光面上に設けられた導電膜と、
を備え、
前記導電膜は、周期的な凹凸パターンを有するとともに一部が開口していることを特徴とする表面プラズモン共鳴センサ装置。 - 前記導電膜が、同心円状の周期的な凹凸パターンを有することを特徴とする請求項1記載の表面プラズモン共鳴センサ装置。
- 前記導電膜の少なくとも一部に、検体を特異的に認識する受容体が配置されたことを特徴とする請求項1または2に記載の表面プラズモン共鳴センサ装置。
- 前記面発光レーザの前記発光面と前記導電膜との間に、少なくとも1種類以上の誘電体膜が配置されたことを特徴とする請求項1乃至3いずれかに記載の表面プラズモン共鳴センサ装置。
- 前記開口部に散乱体が配置されたことを特徴とする請求項1乃至4いずれかに記載の表面プラズモン共鳴センサ装置。
- 前記開口部に蛍光体が配置されたことを特徴とする請求項1乃至5いずれかに記載の表面プラズモン共鳴センサ装置。
- 前記開口部の近傍に、光導波路が配置されたことを特徴とする請求項5または6に記載の表面プラズモン共鳴センサ装置。
- 前記開口部の近傍に、光ファイバープローブが配置されたことを特徴とする請求項1乃至7いずれかに記載の表面プラズモン共鳴センサ装置。
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