JP5831583B2 - 分析装置 - Google Patents
分析装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5831583B2 JP5831583B2 JP2014086980A JP2014086980A JP5831583B2 JP 5831583 B2 JP5831583 B2 JP 5831583B2 JP 2014086980 A JP2014086980 A JP 2014086980A JP 2014086980 A JP2014086980 A JP 2014086980A JP 5831583 B2 JP5831583 B2 JP 5831583B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- period
- group
- protrusion group
- incident
- light
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Description
上述のように、金属周期構造を用いた表面プラズモン共鳴センサーでは、表面プラズモン共鳴が入射光の入射角に対して選択性が大きいという課題がある。この点について、図1(A)〜図4を用いて具体的に説明する。
そこで、本実施形態では、入射光の入射角度に応じて周期が異なる金属格子を形成することで、入射光と表面プラズモンポラリトンの結合効率を向上し、表面増強ラマン散乱等のセンシング感度を向上する。図5(A)〜図7を用いて、この本実施形態のセンサーチップ(光デバイス、金属格子)について説明する。なお、以下では、各構成要素を図面上で認識し得る程度の大きさとするため、各構成要素の寸法や比率を実際のものとは適宜に異ならせている。
次に、本実施形態における周期P1、P2の設定手法について説明する。まず、本実施形態のセンサーチップの機能を説明する。図6は、P1>P2の場合の表面プラズモン共鳴の模式的な説明図である。なお、以下ではP1>P2の場合を例に説明するが、図14等に示すようにP1<P2であってもよい。
図8(A)〜図10を用いて、センサーチップの詳細な構成例について説明する。
上述の実施形態では、金属凹凸構造が縦縞状に配列される場合について説明したが、本実施形態では、周期が異なる金属凹凸構造が同心円状に配列されてもよい。図11に、このようなセンサーチップの第2の構成例を示す。
上記実施形態では、P1>P2>P3の場合について説明したが、本実施形態では、図13に示すようにP1<P2<P3であってもよい。この場合、太矢印で示すように、表面プラズモンポラリトンは同心円の外側から中心点BPに向かって方向Drに沿って伝搬する。
上記実施形態では、突起群により伝搬型の表面プラズモンが励起されるが、本実施形態では、回折格子が、局在型の表面プラズモンを励起する他の突起群を含んでもよい。図15は、このセンサーチップの第3の構成例の断面図である。
図16に、本実施形態のセンサーチップを含む分析装置の構成例を示す。この分析装置(広義には分光装置)は、センサーチップ300(光デバイス)、レーザー光源310(広義には光源)、コリメーターレンズ320、偏光制御素子330、対物レンズ350(第1光学系)、ダイクロイックミラー340、集光レンズ360、エタロン370(広義には、340と360と370は第2光学系)光検出器380(検出器)、搬送部420、支持部430を含む。なお、本実施形態の分析装置は図16の構成に限定されず、その構成要素の一部(例えば搬送部)を省略したり、他の構成要素を追加したりする等の種々の変形実施が可能である。
上述の分析装置では、センサーチップ300を着脱式にすることが可能である。その場合、センサーチップ300の表面を集光ビームの集光面(焦点からずれた位置)に合わせるために、オートフォーカス等の付加的な機構が必要となってしまう。
140 ガラス基板、150 金属薄膜、160 金属格子、170 第3の突起群、
200 第1の小突起群、210 第2の小突起群、220 突起群の頂面、
230 突起群の突起間の底面、300 センサーチップ、310 レーザー光源、
320 コリメーターレンズ、330 偏光制御素子、
340 ダイクロイックミラー、350 対物レンズ、360 集光レンズ、
370 エタロン、380 光検出器、400 搬入口、410 排出口、
420 搬送部、430 支持部、
D1 第1の方向、D2 第2の方向、D3 法線方向、Dr ラジアル方向、
IA 入射領域、ki 入射光の波数、LB 入射ビーム、P1 第1の周期、
P2 第2の周期、P3 第3の周期、PS1 第1の短周期、
PS1 第2の短周期、R1 第1の領域、R2 第2の領域、R3 第3の領域、
θ1 第1の角度、θ2 第2の角度、λ1 共鳴波長、ω0 共鳴周波数
Claims (8)
- 光源と、
電気伝導体の突起を仮想平面に対して平行な方向に沿って配列した突起群と、
前記光源からの波長λ1の光を前記突起群に向けて集光し、前記仮想平面に向かう垂線に対して第1の角度で入射する成分と前記第1の角度とは異なる第2の角度で入射する成分とを少なくとも含む入射光を前記突起群に向けて入射させる第1光学系と、
前記光デバイスの前記突起群により散乱または反射された光の中からラマン散乱光を取り出す第2光学系と、
前記第2光学系を介して受光された前記ラマン散乱光を検出する検出器と、
を含み、
前記突起群は、
同心円状に配列され、前記同心円状の配列のラジアル方向において第1の周期で配列される突起と前記ラジアル方向において前記第1の周期とは異なる第2の周期で配列される突起とを少なくとも含み、
前記第1の周期及び前記第2の周期は、
前記入射光の前記波長λ1よりも短い周期であり、
前記第1光学系は、
前記第1の角度で入射する成分の前記入射光を前記第1の周期で配列される突起に入射させ、前記第2の角度で入射する成分の前記入射光を前記第2の周期で配列される突起に入射させ、
前記突起群の材質と前記第1の周期と前記第2の周期と前記第1の角度と前記第2の角度は、
前記第1の周期で配列される突起での前記表面プラズモン共鳴の共鳴波長と、前記第2の周期で配列される突起での前記表面プラズモン共鳴の共鳴波長とが、前記波長λ1となるように、設定されることを特徴とする分析装置。 - 請求項1において、
前記突起群の配列方向は、
前記入射光の偏光方向と同じ方向であることを特徴とする分析装置。 - 請求項2において、
前記入射光は、
ラジアル偏光であり、
前記突起群の配列方向は、
前記ラジアル偏光の偏光方向と同じ方向であることを特徴とする分析装置。 - 請求項1乃至3のいずれかにおいて、
前記突起群は、
前記第1の周期で配列される第1の突起群と、
前記第2の周期で配列される第2の突起群と、
を有し、
前記第1の突起群は、
第1の領域に設けられ、
前記第2の突起群は、
前記第1の領域に隣接する第2の領域に設けられることを特徴とする分析装置。 - 請求項1乃至4のいずれかにおいて、
前記第1の周期は、
前記第2の周期よりも長い周期であることを特徴とする分析装置。 - 請求項1乃至4のいずれかにおいて、
前記第1の周期は、
前記第2の周期よりも短い周期であることを特徴とする分析装置。 - 請求項1乃至6のいずれかにおいて、
前記突起群の頂面に、電気伝導体により形成される第1の小突起群を含み、
前記第1の小突起群における突起間の間隔は、
前記突起群における前記突起の配列周期よりも短いことを特徴とする分析装置。 - 請求項1乃至7のいずれかにおいて、
前記仮想平面に平行な面であって前記突起群の隣り合う突起間に、電気伝導体により形成される第2の小突起群を含み、
前記第2の小突起群における突起間の間隔は、
前記突起群における前記突起の配列周期よりも短いことを特徴とする分析装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014086980A JP5831583B2 (ja) | 2014-04-21 | 2014-04-21 | 分析装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014086980A JP5831583B2 (ja) | 2014-04-21 | 2014-04-21 | 分析装置 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010111144A Division JP5560891B2 (ja) | 2010-05-13 | 2010-05-13 | 光デバイス及び分析装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014134553A JP2014134553A (ja) | 2014-07-24 |
JP5831583B2 true JP5831583B2 (ja) | 2015-12-09 |
Family
ID=51412906
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014086980A Expired - Fee Related JP5831583B2 (ja) | 2014-04-21 | 2014-04-21 | 分析装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5831583B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7210067B2 (ja) * | 2019-08-02 | 2023-01-23 | 国立研究開発法人物質・材料研究機構 | 光センサー、センサーユニット及び光センサーを利用した物体検出装置 |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7460224B2 (en) * | 2005-12-19 | 2008-12-02 | Opto Trace Technologies, Inc. | Arrays of nano structures for surface-enhanced Raman scattering |
WO2005017570A2 (en) * | 2003-08-06 | 2005-02-24 | University Of Pittsburgh | Surface plasmon-enhanced nano-optic devices and methods of making same |
JP2005069893A (ja) * | 2003-08-25 | 2005-03-17 | Shimadzu Corp | 表面プラズモン共鳴装置及びそれを用いた分析装置 |
GB0424458D0 (en) * | 2004-11-04 | 2004-12-08 | Mesophotonics Ltd | Metal nano-void photonic crystal for enhanced raman spectroscopy |
JP2008196992A (ja) * | 2007-02-14 | 2008-08-28 | National Institute Of Information & Communication Technology | 表面プラズモンの電場増強構造 |
JP2009168469A (ja) * | 2008-01-10 | 2009-07-30 | Univ Of Tokyo | Sprセンサチップ及びこれを用いたsprセンサ |
-
2014
- 2014-04-21 JP JP2014086980A patent/JP5831583B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2014134553A (ja) | 2014-07-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5560891B2 (ja) | 光デバイス及び分析装置 | |
JP5609241B2 (ja) | 分光方法及び分析装置 | |
US9404861B2 (en) | Nanostructure diffraction gratings for integrated spectroscopy and sensing | |
US7151599B2 (en) | Monolithic system and method for enhanced Raman spectroscopy | |
JP5821511B2 (ja) | 光デバイス及び検出装置 | |
US7385691B2 (en) | Integrated modular system and method for enhanced Raman spectroscopy | |
US20060164637A1 (en) | Integrated system and method for transversal enhanced Raman spectroscopy | |
JP2006308511A (ja) | 化学分析装置及びその分析方法 | |
JP2013007614A (ja) | 光デバイス及び検出装置 | |
JP2015055482A (ja) | 分析装置、分析方法、これらに用いる光学素子及び電子機器 | |
US20140242573A1 (en) | Optical element, analysis device, analysis method and electronic apparatus | |
US9664560B2 (en) | Double-grating surface-enhanced Raman spectroscopy | |
US20120281212A1 (en) | Self-collecting sers substrate | |
JP2015152492A (ja) | 分析装置、及び電子機器 | |
JP5831583B2 (ja) | 分析装置 | |
JP2013234977A5 (ja) | ||
US9880100B2 (en) | Electronic field enhancement element, analysis device, and electronic apparatus | |
US20160223466A1 (en) | Electric-field enhancement element, analysis device, and electronic apparatus | |
JP2014211326A (ja) | ラマンセンサー | |
US7639354B2 (en) | Raman signal-enhancing structures for Raman spectroscopy and methods for performing Raman spectroscopy | |
JP2015078904A (ja) | 光学素子、分析装置、及び電子機器 | |
JP2016004018A (ja) | ラマン分光装置および電子機器 | |
JP2016003858A (ja) | 検出装置、検出方法、および電場増強素子 | |
Lamont | The Construction and Utilization of a Raman Spectrometer for the purpose of testing Surface-Enhancement An Honors Thesis in Physics | |
US20130286388A1 (en) | Field concentrating surface enhanced raman spectroscopy platforms |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140520 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20140520 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20150225 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20150303 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20150430 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20150929 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20151012 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5831583 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |