JP4043538B2

JP4043538B2 - Surface plasmon sensor

Info

Publication number: JP4043538B2
Application number: JP10530196A
Authority: JP
Inventors: 昌之納谷
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 1996-04-25
Filing date: 1996-04-25
Publication date: 2008-02-06
Anticipated expiration: 2016-04-25
Also published as: JPH09292332A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表面プラズモンの発生を利用して試料中の物質を定量分析する表面プラズモンセンサーに関し、特に詳細には、一度に複数試料についての分析を行なえるようにした表面プラズモンセンサーに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
金属中においては、自由電子が集団的に振動して、プラズマ波と呼ばれる粗密波が生じる。そして、金属表面に生じるこの粗密波を量子化したものは、表面プラズモンと呼ばれている。
【０００３】
従来より、この表面プラズモンが光波によって励起される現象を利用して、試料中の物質を定量分析する表面プラズモンセンサーが種々提案されている。そして、それらの中で特に良く知られているものとして、 Kretschmann配置と称される系を用いるものが挙げられる（例えば特開平６−１６７４４３号参照）。
【０００４】
上記の系を用いる表面プラズモンセンサーは基本的に、プリズムと、このプリズムの一面に形成されて試料に接触させられる金属膜と、光ビームを発生させる光源と、上記光ビームをプリズムに通し、該プリズムと金属膜との界面に対して種々の入射角が得られるように入射させる光学系と、上記の界面で全反射した光ビームの強度を種々の入射角毎に検出可能な光検出手段とを備えてなるものである。
【０００５】
なお上述のように種々の入射角を得るためには、比較的細い光ビームを偏向させて上記界面に入射させてもよいし、あるいは光ビームに種々の角度で入射する成分が含まれるように、比較的太い光ビームを上記界面で集束するように入射させてもよい。前者の場合は、光ビームの偏向にともなって反射角が変化する光ビームを、光ビームの偏向に同期移動する小さな光検出器によって検出したり、反射角の変化方向に沿って延びるエリアセンサによって検出することができる。一方後者の場合は、種々の反射角で反射した各光ビームを全て受光できる方向に延びるエリアセンサによって検出することができる。
【０００６】
上記構成の表面プラズモンセンサーにおいて、光ビームを金属膜に対して全反射角以上の特定入射角θ_SPで入射させると、該金属膜に接している試料中に電界分布をもつエバネッセント波が生じ、このエバネッセント波によって金属膜と試料との界面に表面プラズモンが励起される。エバネッセント光の波数ベクトルが表面プラズモンの波数と等しくて波数整合が成立しているとき、両者は共鳴状態となり、光のエネルギーが表面プラズモンに移行するので、プリズムと金属膜との界面で全反射した光の強度が鋭く低下する。
【０００７】
この現象が生じる入射角θ_SPより表面プラズモンの波数が分かると、試料の誘電率が求められる。すなわち表面プラズモンの波数をＫ_SP、表面プラズモンの角周波数をω、ｃを真空中の光速、ε_mとε_sをそれぞれ金属、試料の誘電率とすると、以下の関係がある。
【０００８】
【数１】

【０００９】
試料の誘電率ε_sが分かれば、所定の較正曲線等に基づいて試料中の特定物質の濃度が分かるので、結局、上記反射光強度が低下する入射角θ_SPを知ることにより、試料中の特定物質を定量分析することができる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、以上説明したタイプの表面プラズモンセンサーを使用する場合、作業能率を高めるために、複数の試料についての分析を一度にまとめて行ないたいという要求がある。そのために、１つの光源から発生させた光ビームを複数本に分割したり、複数の発光部を有する特殊な光源を用いる等により、複数本の光ビームをプリズムの金属膜形成面に同時入射させてマルチチャンネル化することが考えられる。
【００１１】
しかし、そのようにした場合は、光ビームの光量がチャンネル間でばらつくことがあり、そのために分析誤差が生じるおそれがある。また、特に１つの光源から発生させた光ビームを複数本に分割して利用する場合は、各チャンネルの光量を十分に確保するための制約から、チャンネル数を余り多くすることができないという問題もある。複数の発光部を有する光源を用いる場合は、このような問題は起きないが、その代わり、特殊な光源を用いることから装置コストが高くなるという問題がある。
【００１２】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、多数の試料についての分析を一度にまとめて行なうことができ、またチャンネル間の光量ばらつきを無くして高い分析精度を確保でき、そして比較的低コストで形成され得る表面プラズモンセンサーを提供することを目的とするものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明による第１の表面プラズモンセンサーは、請求項１に記載の通り、長軸を持つ前述したようなプリズムと、このプリズムの一面に形成されて、試料に接触させられる金属膜と、１本の光ビームを発生させる光源と、前記光ビームを前記プリズムに通し、該プリズムと金属膜との界面に対して、前記長軸に略垂直な面内で種々の入射角が得られるように入射させる光学系と、前記界面で全反射した光ビームの強度を、前記種々の入射角毎に検出可能な光検出手段とを備えてなる表面プラズモンセンサーにおいて、
プリズムに入射する前の光ビームを、該プリズムへの入射位置が前記長軸に沿った方向に変化して、前記界面の相異なる箇所に順次入射するように偏向させる光偏向手段が設けられた上で、
前記光学系として、
前記１本の光ビームを前記光偏向手段において集束させる集光レンズと、
前記光偏向手段から発散光状態で出射した光ビームを、前記プリズムの長軸に略垂直な面内のみで集束させる入射側シリンドリカルレンズと、
前記界面で全反射して前記長軸に略垂直な面内で発散光状態となった光ビームを平行光化する出射側シリンドリカルレンズと、
この出射側シリンドリカルレンズから出射して平行光となった前記光ビームを、前記長軸に略垂直な面内では平行光の状態を保つ一方、この面に対して垂直な面内では前記光検出手段の受光面上で集束するように集光する集光レンズとを備えて、
前記界面で全反射した光ビームを、その偏向の角度によらず前記受光面上の一定の位置に集光するように構成されたものが適用されたことを特徴とするものである。
【００１５】
【発明の効果】
本発明の表面プラズモンセンサーにおいては、光偏向手段によって偏向された光ビームが、プリズムと金属膜との界面の相異なる箇所に順次入射するようになるので、各箇所に対応する金属膜にそれぞれ試料を接触させておけば、それらの試料についての分析を短い時間間隔で一度にまとめて行なえるようになる。
【００１６】
また本発明の表面プラズモンセンサーは、複数チャンネルについての分析を、共通の１本の光ビームを利用して行なうように構成されているから、光ビームの光量がチャンネル間でばらつくことがなく、高い分析精度を確保できるものとなる。
【００１７】
そして、このように複数チャンネルに対して共通の１本の光ビームを用いるのであれば、複数チャンネル用に１本の光ビームを分割して用いる場合のように光ビームの光量が低下することもないから、チャンネル数をかなり多くすることも可能である。
【００１８】
さらに本発明の表面プラズモンセンサーは、１本の光ビームを発生する一般的な光源を用いるものであるから、複数の発光部を有する特殊な光源を用いる場合と比べれば、比較的低コストで形成可能である。
【００１９】
また、本発明の第２の表面プラズモンセンサーにおいては、光学系が、プリズムと金属膜との界面で全反射した光ビームを、その偏向の角度によらず一定の位置に集光するように構成されているから、光検出手段が１つで済み、特に低コストで形成可能となる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１および図２はそれぞれ、本発明の１つの実施形態である表面プラズモンセンサーの平面形状、側面形状を示すものである。
【００２１】
図示されるようにこの表面プラズモンセンサーは、半円柱形のプリズム10と、このプリズム10の一面（図２中の下面）に形成されて、試料11に接触させられる例えば金、銀等からなる金属膜12と、１本の光ビーム13を発生させる半導体レーザー等からなる光源14と、上記光ビーム13をプリズム10に通し、該プリズム10と金属膜12との界面10ａに対して、種々の入射角が得られるように入射させる光学系15と、上記の界面10ａで全反射した光ビーム13の強度を検出する光検出手段16と、光ビーム13を図１の矢印Ａ方向に偏向させるガルバノミラー17とを備えている。
【００２２】
光学系15は、光ビーム13を整形するビーム整形光学系20と、平行光化された光ビーム13をガルバノミラー17の鏡面上で集束させる集光レンズ21と、ガルバノミラー17の鏡面から発散光状態で出射した光ビーム13をプリズム10の長軸に垂直な面内のみで集束させる入射側シリンドリカルレンズ22、23、24と、全反射して上記面内で発散光状態となった光ビーム13を平行光化する出射側シリンドリカルレンズ25と、光検出手段16の受光面上に光ビーム13を集光する集光レンズ26とから構成されている。
【００２３】
光ビーム13は、入射側シリンドリカルレンズ22、23および24の作用により上述のように集束するので、図２に最小入射角θ₁と最大入射角θ₂とを例示するように、界面10ａに対して種々の入射角θで入射する成分を含むことになる。なおこの入射角θは、全反射角以上の角度とされる。そこで、光ビーム13は界面10ａで全反射し、この反射した光ビーム13には、種々の反射角で反射する成分が含まれることになる。
【００２４】
一方光検出手段16としては、種々の反射角で反射した全部の光ビーム13を受光できる方向に受光部が延びる、例えばＣＣＤラインセンサ等が用いられている。そこで、この光検出手段16の各受光素子毎に出力される光検出信号Ｓは、上記種々の反射角毎に（つまり、種々の入射角毎に）光ビーム13の強度を示すものとなる。
【００２５】
以下、上記構成の表面プラズモンセンサーによる試料分析について説明する。金属膜12は複数（一例として５個）設けられており、各金属膜12に対してそれぞれ別個の試料11を接触させておくことができる。複数の金属膜12は、全て同じものが用いられても、あるいは互いに別のものが用いられてもよい。
【００２６】
試料分析に際しては、入射側シリンドリカルレンズ22、23および24の作用で上述のように集束する光ビーム13が、金属膜12に向けて照射される。この金属膜12とプリズム10との界面10ａで全反射した光ビーム13は、光検出手段16によって検出される。
【００２７】
前述の通り、光検出手段16の各受光素子毎に出力される光検出信号Ｓは、全反射した光ビーム13の強度Ｉを入射角θ毎に示すものとなる。そしてこの反射光強度Ｉと入射角θとの関係は、概ね図３に示すようなものとなる。
【００２８】
ここで、ある特定の入射角θ_SPで入射した光は、金属膜12と試料11との界面に表面プラズモンを励起させるので、この光については反射光強度Ｉが鋭く低下する。光検出手段16の各受光素子毎に出力される光検出信号Ｓを用いれば上記入射角θ_SPが分かり、このθ_SPの値に基づいて試料11中の特定物質を定量分析することができる。その理由は、先に詳しく説明した通りである。
【００２９】
以上説明した定量分析操作は、まず図１中の最下位の金属膜12に光ビーム13を照射してなされる。つまり、この最下位の金属膜12に接触している試料11の分析がなされる。そしてガルバノミラー17は段階的あるいは連続的に駆動され、それにより光ビーム13は図１の矢印Ａ方向に偏向する。そこで、他の４個の金属膜12が形成されている箇所にも順次光ビーム13が照射され、それらの金属膜12に接触している他の試料11についても同様の分析がなされ得る。
【００３０】
このようにして、複数の試料11についての分析を短い時間間隔で一度にまとめて行なえるようになる。またこの表面プラズモンセンサーは、複数チャンネルについての分析を、共通の１本の光ビーム13を利用して行なうものであるから、光ビームの光量がチャンネル間でばらつくことがなく、高い分析精度を確保できるものとなる。
【００３１】
そして、このように複数チャンネルに対して共通の１本の光ビーム13を用いているので、１本の光ビームを分割して用いる場合のように光ビームの光量が低下することがなく、チャンネル数をかなり多くすることも可能である。
【００３２】
さらにこの表面プラズモンセンサーは、１本の光ビーム13を発生する一般的な光源14を用いるものであるから、複数の発光部を有する特殊な光源を用いる場合と比べれば、比較的低コストで形成可能である。
【００３３】
またこの表面プラズモンセンサーにおいては、光学系15が入射側シリンドリカルレンズ22、23、24と出射側シリンドリカルレンズ25、および集光レンズ26を備えて、界面10ａで全反射した光ビーム13を、その偏向の角度によらず一定の位置に集光するように構成されている。そこで、この表面プラズモンセンサーはマルチチャンネルタイプでありながら１つの光検出手段16を用いるだけで済み、特に低コストで形成可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態である表面プラズモンセンサーの平面図
【図２】上記表面プラズモンセンサーの側面図
【図３】表面プラズモンセンサーにおける光ビーム入射角と光検出手段の出力との概略関係を示すグラフ
【符号の説明】
10 プリズム
10ａプリズムと金属膜との界面
11 試料
12 金属膜
13 光ビーム
14 光源
15 光学系
16 光検出手段
17 ガルバノミラー
21 集光レンズ
22、23、24 入射側シリンドリカルレンズ
25 出射側シリンドリカルレンズ
26 集光レンズ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a surface plasmon sensor that quantitatively analyzes a substance in a sample using generation of surface plasmons, and more particularly to a surface plasmon sensor that can perform analysis on a plurality of samples at a time. .
[0002]
[Prior art]
In the metal, free electrons collectively vibrate to generate a dense wave called a plasma wave. A quantized version of this dense wave generated on the metal surface is called surface plasmon.
[0003]
Conventionally, various surface plasmon sensors that quantitatively analyze a substance in a sample using a phenomenon in which the surface plasmon is excited by a light wave have been proposed. Among them, one that uses a system called a Kretschmann arrangement is particularly well known (see, for example, JP-A-6-167443).
[0004]
A surface plasmon sensor using the above system basically includes a prism, a metal film formed on one surface of the prism and brought into contact with a sample, a light source for generating a light beam, and passing the light beam through the prism. An optical system for making the incident angle so that various incident angles can be obtained with respect to the interface between the prism and the metal film; Is provided.
[0005]
In order to obtain various incident angles as described above, a relatively thin light beam may be deflected and incident on the interface, or a component that is incident on the light beam at various angles may be included. A relatively thick light beam may be incident so as to be focused at the interface. In the former case, a light beam whose reflection angle changes with the deflection of the light beam is detected by a small photodetector that moves synchronously with the deflection of the light beam, or by an area sensor that extends along the direction of change of the reflection angle. Can be detected. On the other hand, in the latter case, it can be detected by an area sensor extending in a direction in which each light beam reflected at various reflection angles can be received.
[0006]
In the surface plasmon sensor having the above configuration, when a light beam is incident on the metal film at a specific incident angle θ _SP greater than the total reflection angle, an evanescent wave having an electric field distribution is generated in the sample in contact with the metal film, This evanescent wave excites surface plasmons at the interface between the metal film and the sample. When the wave number vector of the evanescent light is equal to the wave number of the surface plasmon and the wave number matching is established, both are in a resonance state, and the light energy is transferred to the surface plasmon, so that it is totally reflected at the interface between the prism and the metal film. The intensity of light decreases sharply.
[0007]
If the wave number of the surface plasmon is known from the incident angle θ _{SP at} which this phenomenon occurs, the dielectric constant of the sample can be obtained. That is, when the wave number of surface plasmon is K _SP , the angular frequency of surface plasmon is ω, c is the speed of light in vacuum, ε _m and ε _s are metal, and the dielectric constant of the sample is as follows.
[0008]
[Expression 1]

[0009]
If the dielectric constant ε _s of the sample is known, the concentration of the specific substance in the sample can be known based on a predetermined calibration curve or the like, so eventually, by knowing the incident angle θ _{SP at} which the reflected light intensity decreases, Specific substances can be quantitatively analyzed.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, when a surface plasmon sensor of the type described above is used, there is a demand for performing analysis on a plurality of samples at once in order to increase work efficiency. For this purpose, a plurality of light beams are simultaneously incident on the metal film forming surface of the prism by dividing a light beam generated from one light source into a plurality of light beams or using a special light source having a plurality of light emitting portions. It is possible to make it multi-channel.
[0011]
However, in such a case, the light amount of the light beam may vary between channels, which may cause an analysis error. In addition, particularly when the light beam generated from one light source is divided into a plurality of beams and used, there is a problem that the number of channels cannot be increased due to restrictions for ensuring a sufficient amount of light for each channel. is there. In the case of using a light source having a plurality of light emitting units, such a problem does not occur. However, since a special light source is used instead, there is a problem that the apparatus cost increases.
[0012]
The present invention has been made in view of the above circumstances, can analyze a large number of samples at once, can eliminate high light intensity variation between channels, and can ensure high analysis accuracy. An object of the present invention is to provide a surface plasmon sensor that can be formed at low cost.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
According to the first surface plasmon sensor of the present invention, a prism as described above having a long axis, a metal film formed on one surface of the prism and brought into contact with a sample, and one A light source for generating a light beam and an optical beam passing through the prism so that various incident angles can be obtained in a plane substantially perpendicular to the major axis with respect to the interface between the prism and the metal film. In a surface plasmon sensor comprising: an optical system to be detected; and a light detection means capable of detecting the intensity of a light beam totally reflected at the interface for each of the various incident angles.
There is provided light deflecting means for deflecting the light beam before entering the prism so that the incident position on the prism changes in the direction along the major axis and sequentially enters the different portions of the interface. Above,
As the optical system,
A condensing lens for focusing the one light beam in the light deflection means;
An incident side cylindrical lens that focuses the light beam emitted from the light deflecting means in a divergent state only in a plane substantially perpendicular to the major axis of the prism ;
An exit-side cylindrical lens that collimates a light beam that is totally reflected at the interface and is in a divergent light state in a plane substantially perpendicular to the major axis;
The light beam emitted from the exit side cylindrical lens and converted into parallel light is maintained in a parallel light state in a plane substantially perpendicular to the major axis, while the light detection is performed in a plane perpendicular to the surface. A condensing lens for condensing so as to converge on the light receiving surface of the means,
A configuration is adopted in which the light beam totally reflected at the interface is condensed at a certain position on the light receiving surface regardless of the deflection angle .
[0015]
【The invention's effect】
In the surface plasmon sensor according to the present invention, the light beam deflected by the light deflecting means sequentially enters the different portions of the interface between the prism and the metal film, so that the sample is applied to the metal film corresponding to each location. If the samples are kept in contact with each other, the analysis of these samples can be performed at once in a short time interval.
[0016]
In addition, the surface plasmon sensor of the present invention is configured to perform analysis for a plurality of channels by using a single common light beam, so that the light amount of the light beam does not vary between channels and is high. Analysis accuracy can be ensured.
[0017]
If a single light beam common to a plurality of channels is used in this way, the light amount of the light beam may be reduced as in the case where one light beam is divided and used for a plurality of channels. It is possible to increase the number of channels considerably.
[0018]
Furthermore, since the surface plasmon sensor of the present invention uses a general light source that generates one light beam, it is formed at a relatively low cost compared to the case of using a special light source having a plurality of light emitting portions. Is possible.
[0019]
In the second surface plasmon sensor of the present invention, the optical system is configured to condense the light beam totally reflected at the interface between the prism and the metal film at a fixed position regardless of the deflection angle. Therefore, only one light detection means is required, and it can be formed at a particularly low cost.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 and FIG. 2 show a planar shape and a side shape of a surface plasmon sensor which is one embodiment of the present invention, respectively.
[0021]
As shown in the figure, the surface plasmon sensor is formed of a semi-cylindrical prism 10 and a metal made of, for example, gold, silver or the like, which is formed on one surface (the lower surface in FIG. 2) of the prism 10 and brought into contact with the sample 11. The film 12, a light source 14 composed of a semiconductor laser or the like that generates a single light beam 13, and the light beam 13 are passed through the prism 10, and various incidents are made on the interface 10a between the prism 10 and the metal film 12. An optical system 15 that is incident so as to obtain an angle, a light detection means 16 that detects the intensity of the light beam 13 totally reflected by the interface 10a, and a galvanometer mirror that deflects the light beam 13 in the direction of arrow A in FIG. 17 and.
[0022]
The optical system 15 includes a beam shaping optical system 20 that shapes the light beam 13, a condensing lens 21 that focuses the collimated light beam 13 on the mirror surface of the galvanometer mirror 17, and a divergent light from the mirror surface of the galvanometer mirror 17. Incident-side

cylindrical lenses

22, 23, and 24 that focus the light beam 13 emitted in a state only in a plane perpendicular to the major axis of the prism 10, and a light beam 13 that is totally reflected and becomes a divergent light state in the plane. Are made up of an output-side cylindrical lens 25 that collimates the light beam 13 and a condensing lens 26 that condenses the light beam 13 on the light-receiving surface of the light detection means 16.
[0023]
Since the light beam 13 is focused as described above by the action of the incident side

cylindrical lenses

22, 23 and 24, the minimum incident angle θ ₁ and the maximum incident angle θ ₂ are illustrated in FIG. ₂ with respect to the interface 10a. Therefore, it includes components incident at various incident angles θ. In addition, this incident angle (theta) shall be an angle more than a total reflection angle. Therefore, the light beam 13 is totally reflected at the interface 10a, and the reflected light beam 13 includes components reflected at various reflection angles.
[0024]
On the other hand, as the light detection means 16, for example, a CCD line sensor or the like is used in which a light receiving portion extends in a direction in which all light beams 13 reflected at various reflection angles can be received. Therefore, the light detection signal S output for each light receiving element of the light detecting means 16 indicates the intensity of the light beam 13 for each of the various reflection angles (that is, for each of various incident angles).
[0025]
Hereinafter, sample analysis by the surface plasmon sensor having the above-described configuration will be described. A plurality of (for example, five) metal films 12 are provided, and a separate sample 11 can be brought into contact with each metal film 12. The plurality of metal films 12 may be the same or may be different from one another.
[0026]
In the sample analysis, the light beam 13 focused as described above by the action of the incident side

cylindrical lenses

22, 23 and 24 is irradiated toward the metal film 12. The light beam 13 totally reflected at the interface 10 a between the metal film 12 and the prism 10 is detected by the light detection means 16.
[0027]
As described above, the light detection signal S output for each light receiving element of the light detection means 16 indicates the intensity I of the totally reflected light beam 13 for each incident angle θ. The relationship between the reflected light intensity I and the incident angle θ is approximately as shown in FIG.
[0028]
Here, the light incident at a specific incident angle θ _SP excites surface plasmons at the interface between the metal film 12 and the sample 11, so that the reflected light intensity I sharply decreases for this light. By using the light detection signal S output for each light receiving element of the light detection means 16, the incident angle θ _SP can be known, and the specific substance in the sample 11 can be quantitatively analyzed based on the value of θ _SP . The reason is as described in detail above.
[0029]
The quantitative analysis operation described above is performed by first irradiating the lowermost metal film 12 in FIG. That is, the sample 11 in contact with the lowest metal film 12 is analyzed. The galvanometer mirror 17 is driven stepwise or continuously, whereby the light beam 13 is deflected in the direction of arrow A in FIG. Therefore, the light beam 13 is also sequentially irradiated to the place where the other four metal films 12 are formed, and the same analysis can be performed on the other samples 11 in contact with the metal films 12.
[0030]
In this way, analysis of a plurality of samples 11 can be performed together at a short time interval. In addition, this surface plasmon sensor uses a single light beam 13 for analysis of multiple channels, so the amount of light beam does not vary between channels, ensuring high analysis accuracy. It will be possible.
[0031]
In addition, since one common light beam 13 is used for a plurality of channels in this way, the light amount of the light beam does not decrease as in the case where one light beam is divided and used. The number can be quite large.
[0032]
Furthermore, since this surface plasmon sensor uses a general light source 14 that generates one light beam 13, it can be formed at a relatively low cost compared to the case of using a special light source having a plurality of light emitting portions. Is possible.
[0033]
In this surface plasmon sensor, the optical system 15 includes incident-side

cylindrical lenses

22, 23, 24, an emission-side cylindrical lens 25, and a condenser lens 26, and the light beam 13 totally reflected at the interface 10a is deflected. The light is condensed at a certain position regardless of the angle. Therefore, this surface plasmon sensor is a multi-channel type, but only needs to use one light detection means 16, and can be formed at a particularly low cost.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view of a surface plasmon sensor according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a side view of the surface plasmon sensor. FIG. 3 is a schematic view of a light beam incident angle and an output of light detection means in the surface plasmon sensor. Graph showing relationships [Explanation of symbols]
10 Prism
10a Interface between prism and metal film
11 samples
12 Metal film
13 Light beam
14 Light source
15 Optical system
16 Light detection means
17 Galvano mirror
21 condenser lens
22, 23, 24 Incident side cylindrical lens
25 Outgoing cylindrical lens
26 Condensing lens

Claims

A prism with a long axis;
A metal film formed on one surface of the prism and brought into contact with the sample;
A light source that generates one light beam;
An optical system for allowing the light beam to pass through the prism and to be incident on the interface between the prism and the metal film so that various incident angles can be obtained in a plane substantially perpendicular to the major axis;
In the surface plasmon sensor comprising the light detection means capable of detecting the intensity of the light beam totally reflected at the interface for each of the various incident angles,
There is provided light deflecting means for deflecting the light beam before entering the prism so that the incident position on the prism changes in the direction along the major axis and sequentially enters the different portions of the interface. ,
The optical system is
A condensing lens for focusing the one light beam in the light deflection means;
An incident side cylindrical lens that focuses the light beam emitted from the light deflecting means in a divergent state only in a plane substantially perpendicular to the major axis of the prism ;
An exit-side cylindrical lens that collimates a light beam that is totally reflected at the interface and is in a divergent light state in a plane substantially perpendicular to the major axis;
The light beam emitted from the exit side cylindrical lens and converted into parallel light is maintained in a parallel light state in a plane substantially perpendicular to the major axis, while the light detection is performed in a plane perpendicular to the surface. A condensing lens for condensing so as to converge on the light receiving surface of the means,
Surface plasmon sensor the light beam totally reflected at the interface, characterized that you have configured to converged to a certain position on the light receiving surface regardless of the angle of the deflection.