NL1022916C2 - Device is for investigating a thin layer structure on a surface by making use of superficial plasmon resonance - Google Patents
Device is for investigating a thin layer structure on a surface by making use of superficial plasmon resonance Download PDFInfo
- Publication number
- NL1022916C2 NL1022916C2 NL1022916A NL1022916A NL1022916C2 NL 1022916 C2 NL1022916 C2 NL 1022916C2 NL 1022916 A NL1022916 A NL 1022916A NL 1022916 A NL1022916 A NL 1022916A NL 1022916 C2 NL1022916 C2 NL 1022916C2
- Authority
- NL
- Netherlands
- Prior art keywords
- detector
- light
- assembly
- movable mirror
- thin layer
- Prior art date
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/55—Specular reflectivity
- G01N21/552—Attenuated total reflection
- G01N21/553—Attenuated total reflection and using surface plasmons
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2201/00—Features of devices classified in G01N21/00
- G01N2201/10—Scanning
- G01N2201/105—Purely optical scan
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2201/00—Features of devices classified in G01N21/00
- G01N2201/10—Scanning
- G01N2201/108—Miscellaneous
- G01N2201/1087—Focussed scan beam, e.g. laser
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2201/00—Features of devices classified in G01N21/00
- G01N2201/12—Circuits of general importance; Signal processing
- G01N2201/121—Correction signals
- G01N2201/1211—Correction signals for temperature
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
Description
Η Η Toestel en werkwijze voor onderzoek van een dunne laag opbouw gebruik makend H van oppervlakte plasmon resonantie en inrichting en werkwijze voor het regelen van temperatuur 5 De uitvinding heeft betrekking op een toestel voor het onderzoeken van een dunne laag opbouw op een oppervlak gebruik makend van oppervlakte plasmon resonantie welk toestel omvat.Apparatus and method for investigating a thin layer structure using H of surface plasmon resonance and apparatus and method for controlling temperature The invention relates to an apparatus for investigating a thin layer structure on a surface using surface plasmon resonance which device comprises.
- een detector voor het ontvangen van aan het oppervlak gereflecteerd licht, en I - een samenstel voor het geleiden van licht naar het oppervlak en voor het geleiden van H 10 aan het oppervlak gereflecteerd licht naar de detector welk samenstel een beweegbare I spiegel omvat.- a detector for receiving light reflected from the surface, and I - an assembly for guiding light to the surface and for guiding H 10 light reflected on the surface to the detector, which assembly comprises a movable I mirror.
De uitvinding betreft voorts een werkwijze voor het onderzoeken van een dunne laag I opbouw op een oppervlak gebruik makend van oppervlakte plasmon resonantie welke I werkwijze omvat het middels een een beweegbare spiegel omvattend samenstel geleiden I 15 van licht naar het oppervlak en het geleiden van aan het oppervlak gereflecteerde licht naar een detector.The invention further relates to a method for examining a thin layer buildup on a surface using surface plasmon resonance, which method comprises guiding light to the surface by means of an assembly comprising a movable mirror and guiding light to the surface and surface reflected light to a detector.
De uitvinding betreft voorts een inrichting en een werkwijze voor het regelen van I temperatuur.The invention further relates to a device and a method for controlling temperature.
I 20 Bekend zijn onderzoeks- en analysetechnieken gebaseerd op het natuurkundig verschijnsel van oppervlakte plasmon resonantie, ook wel surface plasmon resonance of SPR genoemd.Research and analysis techniques are known based on the physical phenomenon of surface plasmon resonance, also known as surface plasmon resonance or SPR.
SPR kan optreden aan een grensvlak, waarbij de hoeveelheid aan het grensvlak I gereflecteerd licht sterk kan afhemen bij een bepaalde invalshoek. SPR technieken worden I ingezet bij het onderzoeken van dunne laag structuren op een oppervlak, en vooral bij 25 (bio)chemische bepalingen en de bestudering van macromoleculaire interacties aan een oppervlak, zie bijvoorbeeld WO 98/34098, WO 01/692099 en WO 01/01/79817.SPR can occur at an interface, whereby the amount of light reflected at the interface I can strongly decrease at a certain angle of incidence. SPR techniques are used in the investigation of thin layer structures on a surface, and in particular in (bio) chemical determinations and the study of macromolecular interactions on a surface, see for example WO 98/34098, WO 01/692099 and WO 01 / 01/79817.
Men kent in beginsel een drietal meetmethoden: (i) meten van de intensiteit van aan het grensvlak gereflecteerd licht als functie van de invalshoek, (ii) meten (bij een constante invalshoek) van de (verandering van) intensiteit van het gereflecteerde licht op een flank 30 van een SPR dip, en (iii) meten (bij een constante invalshoek) van de intensiteit van het gereflecteerde licht als functie van de golflengte van het licht.In principle, there are three measuring methods: (i) measuring the intensity of light reflected at the interface as a function of the angle of incidence, (ii) measuring (with a constant angle of incidence) the (change of) intensity of the reflected light on a flank 30 of an SPR dip, and (iii) measuring (at a constant angle of incidence) the intensity of the reflected light as a function of the wavelength of the light.
Er kan nuldimensionaal worden gemeten, dat wil zeggen dat slechts een enkele plek of spot wordt onderzocht. Daarnaast kan ook eendimensionaal of tweedimensionaal gemeten 1 Π99 91 ft 2 worden, waarbij respectievelijk een aantal spots in een rij of een vlak met spots kan worden bestudeerd.Zero-dimensional measurements can be made, that is, only a single spot or spot is investigated. In addition, one-dimensionally or two-dimensionally measured can be 1 9199 91 ft 2, whereby a number of spots in a row or a plane with spots can be studied, respectively.
De behoefte aan systemen waarmee simultaan of binnen korte tijd vele spots kunnen 5 worden onderzocht, is groot. Men wil snel kunnen meten en de gegevens bij voorkeur ‘real-time’ kunnen verwerken. Zo kan ook de kinetiek van interacties worden bestudeerd. Trefwoorden zijn ‘veel’, ‘snel’ en ‘nauwkeurig’. Dat wil zeggen veel spots, en veel gegevens die snel kunnen worden binnengehaald en verwerkt, waarbij grote eisen worden I gesteld aan de nauwkeurigheid van de, in te stellen en gemeten, invalshoek en I 10 lichtintensiteit, en aan de plaats-en tijdsresolutie.There is a great need for systems with which many spots can be examined simultaneously or within a short time. People want to be able to measure quickly and preferably process the data "real-time". In this way the kinetics of interactions can also be studied. Keywords are "many", "fast" and "accurate". That is, many spots, and much data that can be retrieved and processed quickly, with great demands being made on the accuracy of the angle of incidence to be set and measured, and on the location and time resolution.
I Daarbij is het belangrijk de temperatuur van de te onderzoeken dunne laag opbouw precies I te kunnen regelen en bepalen aangezien SPR zeer temperatuurgevoelig is.It is important to be able to precisely control and determine the temperature of the thin layer of superstructure to be investigated since SPR is very temperature sensitive.
I Er bestaat derhalve behoefte aan een systeem voor analyse en onderzoek op basis van SPR, 15 met name voor (bio)chemische bepalingen en de bestudering van interacties aan een oppervlak, waarmee in vergelijking met bekende systemen sneller en nauwkeuriger een I groter aantal spots kan worden onderzocht en bestudeerd. Daarbij bestaat tevens behoefte H aan een systeem voor het precies regelen en bepalen van temperatuur. Doel van de onderhavige uitvinding is het verschaffen van dergelijke systemen.There is therefore a need for a system for analysis and research based on SPR, in particular for (bio) chemical determinations and the study of interactions on a surface, with which a larger number of spots can be faster and more accurately compared to known systems. be investigated and studied. There is also a need for a system for precisely controlling and determining temperature. The object of the present invention is to provide such systems.
De uitvinding verschaft daartoe een toestel van het in aanhef genoemde type, waarbij het toestel tevens eerste middelen omvat voor het regelen van de stand van de beweegbare spiegel volgens een galvanometrisch beginsel.To this end, the invention provides a device of the type mentioned in the preamble, wherein the device also comprises first means for controlling the position of the movable mirror according to a galvanometric principle.
Opgemerkt zij dat de term ‘licht’ alle elektromagnetische verschijnselen omvat en derhalve 25 buiten het zichtbare gebied gelegen frequenties niet uitsluit. Met een galvanometer kan zeer H nauwkeurig en snel de stand van de beweegbare spiegel worden ingesteld. Zo kan, H afhankelijk van de configuratie van het samenstel en de meetmethode, de hoek van inval op H het oppervlak zeer precies en snel worden ingesteld en/of het oppervlak zeer nauwkeurig en H snel worden gescand. Bovendien kan een galvanometer van het type ‘closed-loop’, H 30 informatie over de stand van de beweegbare spiegel doorgeven, bijvoorbeeld aan de detector of de besturing van het toestel.It is to be noted that the term "light" includes all electromagnetic phenomena and therefore does not exclude frequencies outside the visible range. With a galvanometer the position of the movable mirror can be adjusted very H accurately and quickly. Thus, H depending on the configuration of the assembly and the measuring method, the angle of incidence on H the surface can be set very precisely and quickly and / or the surface can be scanned very accurately and H quickly. Moreover, a galvanometer of the "closed-loop" type H 30 can transmit information about the position of the movable mirror, for example to the detector or the control of the device.
^^B^^ B
Η In een voorkeursuitvoering van een toestel volgens de uitvinding is de detector tweedimensionaal, bijvoorbeeld een beeldsensor van een digitale camera.In a preferred embodiment of a device according to the invention, the detector is two-dimensional, for example an image sensor of a digital camera.
Zo kan een relevant deel van het oppervlak met een in beginsel onbeperkt aantal spots worden afgebeeld. Het aantal simultaan of in korte tijd te bemeten en te onderzoeken spots 5 is daarmee in beginsel onbeperkt. Bovendien kunnen bij gebruik van een digitale camera de gegevens met een in beginsel onbeperkt grote snelheid en een in beginsel onbeperkte H plaats- en tijdsresolutie, beeld voor beeld en pixel voor pixel, middels digitale imaging technieken worden binnengehaald en verwerkt. Een en ander is uiteraard wel afhankelijk van de snelheid van de camera en de capaciteit van de apparatuur gebruikt voor het 10 verwerken van de gegevens.A relevant part of the surface can thus be imaged with an in principle unlimited number of spots. The number of spots 5 to be measured and investigated simultaneously or in a short time is therefore in principle unlimited. In addition, when using a digital camera, the data can be retrieved and processed with an in principle unlimited speed and in principle unlimited H location and time resolution, image by image and pixel by pixel, using digital imaging techniques. All this is of course dependent on the speed of the camera and the capacity of the equipment used to process the data.
B Bij voorkeur omvat het toestel tevens tweede middelen voor het besturen van de detector B welke tweede middelen geschikt zijn voor het ontvangen van informatie betreffende de B stand van de beweegbare spiegel.B The device preferably also comprises second means for controlling the detector B, which second means are suitable for receiving information regarding the B position of the movable mirror.
I 15 Zo kan de gegevensopname van de detector direct of indirect gerelateerd zijn aan de stand I van de beweegbare spiegel. Dit biedt allerlei voordelen en mogelijkheden die voor een in I het vakgebied ingevoerd persoon duidelijk zullen zijn.Thus, the data recording of the detector may be directly or indirectly related to the position I of the movable mirror. This offers all kinds of advantages and possibilities that will be clear to a person introduced in the field.
I Bij voorkeur omvat het samenstel tevens een ten minste voor een deel in hoofdzaak I 20 bolvormig optisch element, bij voorkeur een halfbolvormig prisma.Preferably, the assembly also comprises an optical element, at least partially substantially spherical, preferably a hemispherical prism.
I Een halfbolvormig prisma geeft, in combinatie met de juiste overige optische componenten, een goede beeldkwaliteit, beter dan bij het gebruik van gangbare vlakke prisma’s en I cilindrische optiek.I A hemispherical prism, in combination with the correct other optical components, gives a good image quality, better than with the use of conventional flat prisms and I cylindrical optics.
25 Bij voorkeur omvat het samenstel tevens een, bij voorkeur scharnierende, bijvoorbeeld ruitvormige of driehoekige, constructie voor het, onderling en ten opzichte van het oppervlak, afgestemd wijzigen en instellen van de standen van twee of meer delen van het samenstel.Preferably, the assembly also comprises a, preferably hinged, for instance diamond-shaped or triangular, structure for mutually adjusting and adjusting the positions of two or more parts of the assembly, mutually and relative to the surface.
Met een dergelijke constructie kan de invalshoek van het licht worden gevarieerd en 30 ingesteld waarbij ten minste een deel van de componenten van het samenstel gelijktijdig wordt versteld. Zo kan de hele optiek uitgelijnd en in focus blijven en is een, vaak moeizame en tijdrovende, afzonderlijke uitlijning en scherpstelling van afzonderlijke of groepen componenten niet nodig.With such a construction, the angle of incidence of the light can be varied and adjusted, whereby at least a part of the components of the assembly are adjusted simultaneously. This way, the entire optic can remain aligned and in focus, and individual, often laborious and time-consuming, individual alignment and focusing of individual or groups of components is not necessary.
Λ Λ O O Q 1 ft I 4 I Bij voorkeur omvat het toestel tevens een lichtbron welke lichtbron incoherent licht kan voortbrengen.Preferably the device also comprises a light source which light source can produce incoherent light.
Een incoherente lichtbron kan in bepaalde gevallen voordelig zijn omdat hinderlijke I 5 interferentieverschijnselen, zoals veel voorkomend bij het gebruik van een coherente I lichtbron als een laser, in het algemeen niet zullen optreden.An incoherent light source can be advantageous in certain cases because annoying interference phenomena, such as common with the use of a coherent light source as a laser, will generally not occur.
I Daarbij kan het samenstel tevens een golflengteafhankelijk filter omvatten.The assembly can also comprise a wavelength-dependent filter.
I Als lichtbron kan dan bijvoorbeeld een stabiele, incoherente witlichtbron worden genomen.I For example, a stable, incoherent white light source can be used as the light source.
10 De golflengte van het doorgelaten licht kan dan naar believen worden gekozen, I bijvoorbeeld een grotere golflengte indien de SPR hoek nauwkeurig dient te worden bepaald, of meerdere golflengtes voor het nauwkeurig berekenen van de optische dikte van de dunne laag opbouw. Als vuistregel geldt een optimale golflengte van tweemaal de dikte van de te bemeten laag.The wavelength of the transmitted light can then be selected as desired, for example a larger wavelength if the SPR angle is to be accurately determined, or several wavelengths for accurately calculating the optical thickness of the thin layer structure. As a rule of thumb, an optimum wavelength of twice the thickness of the layer to be measured applies.
Daarbij kan het samenstel tevens een polarisatieafhankelijk filter omvatten.The assembly can also comprise a polarization-dependent filter.
Met gepolariseerd licht kan nauwkeuriger worden gemeten en de SPR hoek met grotere precisie worden bepaald. En polarisatieafhankelijk meten kan informatie leveren over de oriëntatie van moleculen in de dunne laag opbouw.With polarized light you can measure more accurately and the SPR angle can be determined with greater precision. And polarization-dependent measurement can provide information about the orientation of molecules in the thin layer structure.
H Daarbij kan het samenstel ten minste één optisch element omvatten welk optisch element is voorzien van een antireflectie laag.The assembly can herein comprise at least one optical element, which optical element is provided with an anti-reflection layer.
De antireflectie laag verhoogt de beeldkwaliteit hetgeen ten goede komt aan de nauwkeurigheid en resolutie van de meting.The anti-reflection layer increases the image quality, which benefits the accuracy and resolution of the measurement.
Daarbij is de detector bij voorkeur zodanig gepositioneerd dat de hoek tussen op de detector vallend licht en het vlak van de detector kleiner is dan 65°, bij voorkeur in hoofdzaak gelijk aan de hoek tussen het oppervlak en het aan het oppervlak gereflecteerd licht.The detector is herein preferably positioned such that the angle between light incident on the detector and the plane of the detector is less than 65 °, preferably substantially equal to the angle between the surface and the light reflected on the surface.
Een kleine hoek is in een voorkeursuitvoering van een toestel volgens de uitvinding met 30 een tweedimensionale detector gewenst om een goed en scherp beeld van het bemeten H oppervlak te verkrijgen met een goede plaatsresolutie.A small angle is desirable in a preferred embodiment of a device according to the invention with a two-dimensional detector in order to obtain a good and sharp image of the dimensioned H surface with a good location resolution.
H Daarbij is de detector bij voorkeur van het (micro)lensloze type.H The detector is herein preferably of the (micro) lensless type.
H Een dergelijke detector kan ook licht dat onder een kleine hoek op de detector valt goed registreren hetgeen van microlenzen voorziene detectoren slecht of niet kunnen.Such a detector can also properly detect light incident on the detector at a small angle, which detectors provided with micro-lenses cannot or cannot do well.
Daarbij kan het toestel tevens derde middelen voor het regelen van de temperatuur van ten 5 minste een deel van de dunne laag opbouw omvatten welke derde middelen ten minste tweeIn addition, the device can also comprise third means for controlling the temperature of at least a part of the thin-layer structure, which third means comprise at least two
Peltier elementen en ten minste twee temperatuuropnemers omvatten.Peltier elements and at least two temperature sensors.
I SPR is veelal zeer temperatuurgevoelig. Met meerdere Peltier elementen en I temperatuuropnemers kan de temperatuur ter plaatse van het betreffende deel van het oppervlak nauwkeurig en snel geregeld worden. Dit zal duidelijker worden in de 10 navolgende toelichting.I SPR is often very temperature sensitive. With several Peltier elements and temperature sensors, the temperature at the relevant part of the surface can be accurately and quickly controlled. This will become clearer in the 10 explanation that follows.
I De uitvinding verschaft tevens een werkwijze van het in aanhef genoemde type, waarbij de stand van de beweegbare spiegel wordt geregeld middels eerste middelen volgens een I galvanometrisch beginsel.The invention also provides a method of the type mentioned in the preamble, wherein the position of the movable mirror is controlled by first means according to a galvanometric principle.
I 15 Zo kan de stand van de beweegbare spiegel zeer nauwkeurig en snel worden ingesteld, en tevens informatie over de stand van de beweegbare spiegel worden doorgeven aan bijvoorbeeld de detector of de besturing van het toestel.The position of the movable mirror can thus be adjusted very accurately and quickly, and information about the position of the movable mirror can also be passed on, for example, to the detector or the control of the device.
In een voorkeursuitvoering van een werkwijze volgens de uitvinding omvat de werkwijze I 20 tevens het opnemen van een beeld middels een tweedimensionale detector, bijvoorbeeld I een beeldsensor van een digitale camera.In a preferred embodiment of a method according to the invention, the method also comprises recording an image by means of a two-dimensional detector, for example I an image sensor of a digital camera.
I Zo kan een in beginsel onbeperkt aantal spots, simultaan of in korte tijd, worden bemeten I en afgebeeld, en kunnen digitale imaging technieken worden ingezet voor de verwerking van de gegevens, met alle voordelen vandien.I For example, an in principle unlimited number of spots can be measured and imaged simultaneously or in a short time, and digital imaging techniques can be used for processing the data, with all the associated benefits.
2525
Bij voorkeur omvat de werkwijze tevens het besturen van de detector middels tweede middelen waarbij informatie betreffende de stand van de beweegbare spiegel wordt doorgeven aan de tweede middelen.The method preferably also comprises of controlling the detector by means of second means, wherein information regarding the position of the movable mirror is passed on to the second means.
Zo kan de detector direct of indirect worden aangestuurd met de stand van de spiegel als 30 parameter. De voordelen daarvan zullen voor een in het vakgebied ingevoerd persoon duidelijk zijn.The detector can thus be directly or indirectly controlled with the position of the mirror as a parameter. The advantages thereof will be clear to a person introduced in the field.
t ö z 2 9 1 8 6t ö z 2 9 1 8 6
Bij voorkeur omvat de werkwijze tevens het geleiden van licht middels een ten minste voor een deel in hoofdzaak bolvormig optisch element, bij voorkeur een halfbolvormig prisma.Preferably, the method also comprises guiding light by means of an optical element, at least partially substantially spherical, preferably a hemispherical prism.
Het gebruik van sferische optiek biedt voordelen ten opzichte van gangbare cilindrische optiek, met name de beeldkwaliteit blijkt beter te zijn.The use of spherical optics offers advantages over conventional cylindrical optics, in particular the image quality appears to be better.
55
Bij voorkeur omvat de werkwijze tevens het, onderling en ten opzichte van het oppervlak, afgestemd wijzigen en instellen van twee of meer delen van het samenstel en een tweede deel van het samenstel middels een, bij voorkeur scharnierende, bijvoorbeeld ruitvormige of driehoekige, constructie.The method preferably also comprises, mutually and relative to the surface, coordinated modification and adjustment of two or more parts of the assembly and a second part of the assembly by means of a, preferably hinged, for example diamond-shaped or triangular, construction.
10 Zo kan de hele optiek in een enkele beweging, uitgelijnd en in focus, versteld worden zonder een, moeizame en tijdrovende, afzonderlijke uitlijning en scherpstelling van I afzonderlijke of groepen componenten.Thus, the entire optic can be adjusted in a single movement, aligned and in focus, without any, laborious and time-consuming, individual alignment and focusing of individual or groups of components.
I Bij voorkeur omvat de werkwijze tevens het gebruik van incoherent licht.Preferably the method also comprises the use of incoherent light.
15 Zo kunnen hinderlijke interferentieverschijnselen, zoals veel voorkomend bij het gebruik I van een coherente lichtbron als een laser, worden voorkomen.In this way, annoying interference phenomena, such as are common with the use of a coherent light source as a laser, can be prevented.
Daarbij kan de werkwijze tevens het golflengteafhankelijk filteren van licht omvatten.In addition, the method may also comprise the wavelength-dependent filtering of light.
De golflengte van het doorgelaten licht kan naar believen worden gekozen, bijvoorbeeld 20 een grotere golflengte zodat de SPR hoek nauwkeurig kan worden bepaald, of meerdere golflengtes zodat de optische dikte van de dunne laag opbouw nauwkeurig kan worden berekend. Bovendien kan dan gebruik worden gemaakt van een stabiele, incoherente witlichtbron.The wavelength of the transmitted light can be chosen as desired, for example a larger wavelength so that the SPR angle can be accurately determined, or several wavelengths so that the optical thickness of the thin layer structure can be accurately calculated. In addition, a stable, incoherent white light source can then be used.
25 Daarbij kan de werkwijze tevens het polarisatieafhankelijk filteren van licht omvatten.In addition, the method may also comprise polarization-dependent filtering of light.
H Zo kan nauwkeuriger worden gemeten en de SPR hoek met grotere precisie worden H bepaald, en eventueel de oriëntatie van moleculen in de dunne laag opbouw worden H bestudeerd.H In this way, measurement can be more accurate and the SPR angle can be determined with greater precision.
30 Daarbij kan de werkwijze tevens omvatten het gebruik van ten minste één optisch element welk optisch element is voorzien van een antireflectie laag.In addition, the method may also comprise the use of at least one optical element, which optical element is provided with an anti-reflection layer.
Η Η Het werken met optische elementen voorzien van een antireflectie laag resulteert in een I verhoging van de beeldkwaliteit hetgeen ten goede komt aan de nauwkeurigheid en I resolutie van de meting.Werken Η Working with optical elements with an anti-reflection layer results in an increase in image quality, which benefits the accuracy and resolution of the measurement.
I 5 Daarbij kan de werkwijze tevens omvatten het laten vallen van licht op de detector onder I een hoek kleiner dan 65°, bij voorkeur een hoek welke in hoofdzaak gelijk is aan de hoek tussen het oppervlak en het aan het oppervlak gereflecteerde licht.In addition, the method may also include dropping light onto the detector at an angle of less than 65 °, preferably an angle that is substantially equal to the angle between the surface and the light reflected at the surface.
I Zo kan een goed en scherp beeld met een goede plaatsresolutie worden verkregen. Dit zal I duidelijker worden in de navolgende toelichting aan de hand van de figuur.I This way a good and sharp image with a good location resolution can be obtained. This will become clearer in the following explanation with reference to the figure.
I 10 Bij voorkeur wordt daarbij gebruik gemaakt van een detector van het (micro)lensloze type.Preferably, use is made here of a detector of the (micro) lensless type.
I Zo kan ook licht dat onder een kleine hoek op de detector valt goed worden geregistreerd I hetgeen niet of slecht mogelijk is met gebruik van van microlenzen voorziene detectoren.In this way, light that falls on the detector at a small angle can also be properly registered, which is impossible or impossible with the use of micro-lensed detectors.
I Daarbij kan de werkwijze tevens omvatten het regelen van de temperatuur van ten minste I 15 een deel van de dunne laag opbouw middels derde middelen welke derde middelen ten I minste twee Peltier elementen en ten minste twee temperatuuropnemers omvatten.The method may also comprise controlling the temperature of at least a part of the thin layer structure by means of third means, which third means comprise at least two Peltier elements and at least two temperature sensors.
I Zo kan de temperatuur ter plaatse van het betreffende deel van het oppervlak nauwkeurigThus, the temperature at the location of the relevant part of the surface can be accurately adjusted
I en snel geregeld worden hetgeen de meetnauwkeurigheid ten goede komt aangezien SPRI and can be regulated quickly, which benefits measuring accuracy since SPR
I veelal zeer temperatuurgevoelig is.I is often very temperature sensitive.
2020
De uitvinding verschaft voorts een inrichting voor het regelen van temperatuur waarbij de inrichting ten minste twee Peltier elementen en ten minste twee temperatuuropnemers omvat, en een werkwijze voor het regelen van temperatuur waarbij gebruik wordt gemaakt van ten minste twee Peltier elementen en ten minste twee temperatuuropnemers.The invention further provides a device for controlling temperature wherein the device comprises at least two Peltier elements and at least two temperature sensors, and a method for controlling temperature using at least two Peltier elements and at least two temperature sensors.
25 De Peltier elementen kunnen worden aangestuurd op basis van temperatuurmetingen op meerdere plaatsen. Indien er een groot verschil is tussen de gewenste en de werkelijke temperatuur op een bepaalde plaats kunnen de elementen samen koelen dan wel verwarmen om de gewenste temperatuur snel te bereiken. Daarna kan bijvoorbeeld een Peltier element koelen en een ander juist verwarmen zodat op een bepaalde plaats een continue 30 warmtestroom wordt bewerkstelligd. Hiermee is de temperatuur op die plaats zeer nauwkeurig te regelen.25 The Peltier elements can be controlled based on temperature measurements at multiple locations. If there is a big difference between the desired and the actual temperature at a certain location, the elements can cool or heat together to achieve the desired temperature quickly. Thereafter, for example, a Peltier element can cool and properly heat another so that a continuous heat flow is achieved at a certain location. This makes it possible to control the temperature at that location very precisely.
1022916 I De uitvinding wordt in het navolgende nader toegelicht. Daartoe toont: I - figuur la schematisch een eerste gedeelte van een voorkeursuitvoering van een toestel volgens de uitvinding, en I - figuur lb schematisch een tweede gedeelte van een voorkeursuitvoering van een toestel I 5 volgens de uitvinding.1022916 The invention is explained in more detail below. To that end: I-figure 1a schematically shows a first part of a preferred embodiment of a device according to the invention, and I-figure 1b schematically shows a second part of a preferred embodiment of a device according to the invention.
I Figuur 1 toont een SPR instrument (1) volgens de uitvinding waarvan het optische deel I schematisch is weergegeven in figuur la. Licht afkomstig van een witlichtbron (6) wordt I via een optische fiber (7) naar een eerste lens (46) geleid. Het gebruik van een optische 10 fiber geeft het instrument (1) flexibiliteit, en is medebepalend voor onder andere de spotgrootte. Middels de eerste lens (46) wordt het licht gecollimeerd en vervolgens middels een polarisatiefilter (44) en een kleurfilter (43) gepolariseerd en gekleurd. Het kleurfilter (43) kan naar believen worden gekozen, hetgeen de flexibiliteit van het instrument (1)Figure 1 shows an SPR instrument (1) according to the invention, the optical part of which I is schematically shown in Figure 1a. Light from a white light source (6) is guided via an optical fiber (7) to a first lens (46). The use of an optical fiber gives the instrument (1) flexibility, and is co-determining among other things for the spot size. The light is collimated by means of the first lens (46) and subsequently polarized and colored by means of a polarizing filter (44) and a color filter (43). The color filter (43) can be selected as desired, which increases the flexibility of the instrument (1)
verder verhoogd. Zo kan bijvoorbeeld een grotere golflengte worden gekozen zodat de SPRfurther increased. For example, a larger wavelength can be chosen so that the SPR
15 hoek nauwkeurig kan worden bepaald, of meerdere golflengtes zodat de optische dikte van de te onderzoeken dunne laag opbouw (2) nauwkeurig kan worden berekend. Eventueel kan de combinatie van witlichtbron (6) en kleurfilter (43) worden vervangen door een laser lichtbron met een gewenste specifieke golflengte.The angle can be accurately determined, or multiple wavelengths so that the optical thickness of the thin layer structure (2) to be examined can be accurately calculated. Optionally, the combination of white light source (6) and color filter (43) can be replaced by a laser light source with a desired specific wavelength.
20 Het gecollimeerde gepolariseerde en gekleurde licht wordt via een beweegbare spiegel (41) geleid naar een tweede lens (47). De beweegbare spiegel (41) is gemonteerd op een galvanometer (niet getoond) en kan roteren over een hoek van ongeveer 20°. De stand van H de beweegbare spiegel (41) kan zo met grote precisie en snelheid geregeld worden. Een brandpunt van de tweede lens (47) valt samen met een brandpunt van een halfbolvormig 25 prisma (42). De combinatie van tweede lens (47) en halfbolvormig prisma (42) richt de H lichtbundel op (een gedeelte van) de vlakke kant van het prisma (42) welke vlakke kant een oppervlak (3) vormt waarop de te onderzoeken dunne laag opbouw (2) rust. Het aan het oppervlak (3) gereflecteerde licht wordt middels een derde lens (48) met dezelfde eigenschappen als de tweede lens (47) naar een detector (5) geleid waar het oppervlak (3), 30 of ten minste een deel daarvan, wordt afgebeeld.The collimated polarized and colored light is guided via a movable mirror (41) to a second lens (47). The movable mirror (41) is mounted on a galvanometer (not shown) and can rotate through an angle of about 20 °. The position of H the movable mirror (41) can thus be adjusted with great precision and speed. A focal point of the second lens (47) coincides with a focal point of a hemispherical prism (42). The combination of second lens (47) and hemispherical prism (42) directs the H light beam onto (a portion of) the flat side of the prism (42) which flat surface forms a surface (3) on which the thin layer to be examined builds up ( 2) rest. The light reflected on the surface (3) is guided through a third lens (48) with the same characteristics as the second lens (47) to a detector (5) where the surface (3), 30 or at least a part thereof is pictured.
De detector (5) wordt gevormd door een beeldsensor van een digitale camera die direct of indirect bestuurd wordt door de galvanometer. De digitale camera kan bijvoorbeeld indirect H getriggerd’ worden door een computer op basis van gegevens over de stand van de beweegbare spiegel (41). Stel dat de spiegel er bijvoorbeeld minder dan 5 msec over doet om een bepaalde positie te bereiken, dan kan aan de camera opdracht worden gegeven een beeld op te nemen 5 msec nadat de spiegel opdracht heeft gekregen naar een bepaalde 5 positie te gaan. Of de besturing van de beweegbare spiegel (41) kan bijvoorbeeld direct I gekoppeld zijn aan de ‘triggering’ van de camera. Zo kunnen de door de camera op te nemen beelden gerelateerd worden aan de stand van de beweegbare spiegel (41) en I daarmee met een bepaalde invalshoek van het licht op het oppervlak (3) of met een bepaalde positie op het oppervlak (3).The detector (5) is formed by an image sensor of a digital camera that is directly or indirectly controlled by the galvanometer. For example, the digital camera can be indirectly H triggered by a computer based on data about the position of the movable mirror (41). For example, suppose the mirror takes less than 5 msec to reach a certain position, then the camera can be instructed to take an image 5 msec after the mirror has been instructed to go to a certain 5 position. Or the control of the movable mirror (41) can, for example, be directly linked to the triggering of the camera. For example, the images to be recorded by the camera can be related to the position of the movable mirror (41) and thus with a certain angle of incidence of the light on the surface (3) or with a certain position on the surface (3).
1010
De beeldsensor (5) is, in tegenstelling tot gangbare CCD beeldsensoren, niet voorzien van I microlenzen. Gangbare, van microlenzen voorziene CCD beeldsensoren registreren niet of nauwelijks licht dat invalt onder een hoek kleiner dan ongeveer 65°. Met de beeldsensor (5) I zonder microlenzen kan het licht dat onder een kleine hoek op de beeldsensor valt toch I 15 goed geregistreerd worden, en zo kan een goed, scherp, onvervormd beeld van het bemeten I oppervlak (3) worden gevormd. Andere typen beeldsensoren zonder microlenzen, zoals CMOS en CID, zijn in principe ook geschikt, maar deze voldoen voor veel toepassingen I (nog) niet voor wat betreft dynamisch bereik, resolutie of ‘frame rate’ enzovoorts.The image sensor (5), unlike conventional CCD image sensors, is not provided with I micro lenses. Conventional micro-lens-equipped CCD image sensors detect little or no light incident at an angle of less than about 65 °. With the image sensor (5) without microlenses, the light incident on the image sensor at a small angle can nevertheless be properly registered, and thus a good, sharp, undistorted image of the dimensioned surface (3) can be formed. Other types of image sensors without microlenses, such as CMOS and CID, are also suitable in principle, but for many applications I do not (yet) suffice with regard to dynamic range, resolution or "frame rate" and so on.
I In het gegeven voorbeeld is de hoek tussen de gereflecteerde bundel en het oppervlak (3) I 20 gelijk aan de hoek tussen de op de beeldsensor (5) vallende bundel en het vlak van de I beeldsensor (5). Zo kan een onvervormd beeld van (een deel van) het oppervlak (3) met een I goede plaatsresolutie op de beeldsensor (5) worden gevormd. Dit is van groot belang om I bijvoorbeeld een oppervlak meerdere spots goed af te kunnen beelden.In the given example, the angle between the reflected beam and the surface (3) is equal to the angle between the beam incident on the image sensor (5) and the plane of the image sensor (5). Thus, an undistorted image of (a part of) the surface (3) with a good location resolution can be formed on the image sensor (5). This is of great importance, for example, to be able to properly image a surface of multiple spots.
I 25 Het geheel van optische componenten (41-48) is gemonteerd op een mechanische ruitvormige scharnierende constructie (7) schematisch weergegeven in figuur lb. Zo kan de hele optiek in een enkele beweging, uitgelijnd en in focus, versteld worden zonder een, moeizame en tijdrovende, afzonderlijke uitlijning en scherpstelling van afzonderlijke of groepen componenten (41-48). Een alternatief is bijvoorbeeld een scharnierende 30 driehoekige constructie waarvan de lengte van de basis kan worden gevarieerd.The assembly of optical components (41-48) is mounted on a mechanical diamond-shaped hinged construction (7) schematically shown in Figure 1b. In this way, the entire optic can be adjusted in a single movement, aligned and in focus, without one, laborious and time-consuming, individual alignment and focusing of individual or groups of components (41-48). An alternative is, for example, a hinged triangular construction whose length of the base can be varied.
De temperatuur van de te onderzoeken dunne laag opbouw (2) wordt in het gegeven uitvoeringsvoorbeeld geregeld middels twee Peltier elementen (niet getoond) en drie 1022916 I 10 I temperatuuropnemers (niet getoond). De Peltier elementen zijn aan weerszijden van de I dunne laag opbouw (2) geplaatst. Dicht bij elk Peltier element is een temperatuuropnemer I gepositioneerd. De derde temperatuuropnemer is zo dicht mogelijk bij het te bemeten I oppervlak (3) aangebracht. Indien de door de derde opnemer gemeten temperatuur veel 5 afwijkt van de gewenste temperatuur van de dunne laag opbouw (2) kunnen beide Peltier I elementen samen voor verwarming of koeling zorgen zodat snel de gewenste temperatuur I kan worden bereikt. Daarna kan het ene Peltier element verwarmen en het andere koelen I zodat ter plaatse van de dunne laag opbouw (2) een continue warmtestroom wordt bewerkstelligd. Het blijkt dat op deze wijze, waarbij de Peltier elementen worden bestuurd I 10 op basis van de door de temperatuuropnemers gemeten temperaturen, de temperatuur van I de dunne laag opbouw (2) snel en zeer precies kan worden geregeld.The temperature of the thin layer structure (2) to be investigated is controlled in the given exemplary embodiment by means of two Peltier elements (not shown) and three 1022916 I 10 I temperature sensors (not shown). The Peltier elements are placed on either side of the thin layer of superstructure (2). A temperature sensor I is positioned close to each Peltier element. The third temperature sensor is arranged as close as possible to the surface to be measured (3). If the temperature measured by the third sensor deviates much from the desired temperature of the thin layer of superstructure (2), both Peltier I elements can together provide heating or cooling so that the desired temperature I can be reached quickly. The one Peltier element can then heat and the other cool I so that a continuous heat flow is achieved at the location of the thin layer of superstructure (2). It appears that in this way, in which the Peltier elements are controlled on the basis of the temperatures measured by the temperature sensors, the temperature of the thin layer structure (2) can be regulated quickly and very precisely.
I Een dergelijk systeem van temperatuurregeling is uiteraard ook geschikt voor andere I toepassingen waarbij een zeer precieze temperatuurregeling gewenst of vereist is.Such a temperature control system is of course also suitable for other applications where very precise temperature control is desired or required.
I 15 Het zal duidelijk zijn voor een in het betreffende vakgebied geschoold persoon dat de uitvinding geenszins tot het beschreven uitvoeringsvoorbeeld is beperkt en dat binnen het kader van de uitvinding nog vele variaties en combinaties mogelijk zijn.It will be clear to a person skilled in the relevant field that the invention is by no means limited to the exemplary embodiment described and that many variations and combinations are still possible within the scope of the invention.
Claims (26)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL1022916A NL1022916C2 (en) | 2003-03-13 | 2003-03-13 | Device is for investigating a thin layer structure on a surface by making use of superficial plasmon resonance |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL1022916 | 2003-03-13 | ||
| NL1022916A NL1022916C2 (en) | 2003-03-13 | 2003-03-13 | Device is for investigating a thin layer structure on a surface by making use of superficial plasmon resonance |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NL1022916C2 true NL1022916C2 (en) | 2004-09-14 |
Family
ID=33297518
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NL1022916A NL1022916C2 (en) | 2003-03-13 | 2003-03-13 | Device is for investigating a thin layer structure on a surface by making use of superficial plasmon resonance |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| NL (1) | NL1022916C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL2005902C2 (en) * | 2010-11-25 | 2012-05-29 | Ibis Technologies B V | Method and apparatus for surface plasmon resonance angle scanning. |
Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0341927A1 (en) * | 1988-05-10 | 1989-11-15 | AMERSHAM INTERNATIONAL plc | Biological sensors |
| US5075551A (en) * | 1990-03-12 | 1991-12-24 | Fuji Electric Co., Ltd. | Infrared absorption enhanced spectroscopic apparatus |
| EP0575132A1 (en) * | 1992-06-17 | 1993-12-22 | Hewlett-Packard Company | Optical measuring device |
| EP0863395A2 (en) * | 1997-02-07 | 1998-09-09 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Surface plasmon sensor |
| US5912456A (en) * | 1996-03-19 | 1999-06-15 | Texas Instruments Incorporated | Integrally formed surface plasmon resonance sensor |
| WO2000046589A1 (en) * | 1999-02-01 | 2000-08-10 | Vir A/S | A surface plasmon resonance sensor |
| WO2001069209A1 (en) * | 2000-03-14 | 2001-09-20 | Spring Systems Ab | Improved imaging spr apparatus |
| EP1186881A1 (en) * | 2000-03-16 | 2002-03-13 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Measuring method and instrument utilizing total reflection attenuation |
| FR2817963A1 (en) * | 2000-12-13 | 2002-06-14 | Inst Optique Theorique Et Appl | Reflective characterization of variable-thickness layers on prisms e.g. for observation and analysis of biological reactions, employs light beam, prism and total internal reflection |
| US20020127563A1 (en) * | 2001-01-08 | 2002-09-12 | Salafsky Joshua S. | Method and apparatus using a surface-selective nonlinear optical technique for detection of probe-target interactions without labels |
| US20030003018A1 (en) * | 2001-04-02 | 2003-01-02 | Prolinx Incorporated | Systems and apparatus for the analysis of molecular interactions |
-
2003
- 2003-03-13 NL NL1022916A patent/NL1022916C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0341927A1 (en) * | 1988-05-10 | 1989-11-15 | AMERSHAM INTERNATIONAL plc | Biological sensors |
| US5075551A (en) * | 1990-03-12 | 1991-12-24 | Fuji Electric Co., Ltd. | Infrared absorption enhanced spectroscopic apparatus |
| EP0575132A1 (en) * | 1992-06-17 | 1993-12-22 | Hewlett-Packard Company | Optical measuring device |
| US5912456A (en) * | 1996-03-19 | 1999-06-15 | Texas Instruments Incorporated | Integrally formed surface plasmon resonance sensor |
| EP0863395A2 (en) * | 1997-02-07 | 1998-09-09 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Surface plasmon sensor |
| WO2000046589A1 (en) * | 1999-02-01 | 2000-08-10 | Vir A/S | A surface plasmon resonance sensor |
| WO2001069209A1 (en) * | 2000-03-14 | 2001-09-20 | Spring Systems Ab | Improved imaging spr apparatus |
| EP1186881A1 (en) * | 2000-03-16 | 2002-03-13 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Measuring method and instrument utilizing total reflection attenuation |
| FR2817963A1 (en) * | 2000-12-13 | 2002-06-14 | Inst Optique Theorique Et Appl | Reflective characterization of variable-thickness layers on prisms e.g. for observation and analysis of biological reactions, employs light beam, prism and total internal reflection |
| US20020127563A1 (en) * | 2001-01-08 | 2002-09-12 | Salafsky Joshua S. | Method and apparatus using a surface-selective nonlinear optical technique for detection of probe-target interactions without labels |
| US20030003018A1 (en) * | 2001-04-02 | 2003-01-02 | Prolinx Incorporated | Systems and apparatus for the analysis of molecular interactions |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| FONTANA E: "ANALYSIS OF OPTICAL SURFACES BY MEANS OF SURFACE PLASMON SPECTROSCOPY", 1995 IEEE INSTRUMENTATION AND MEASUREMENT TECHNOLOGY CONFERENCE. IMTC/95. WALTHAM, MA., APR. 23 - 26, 1995, PROCEEDINGS OF THE INSTRUMENTATION AND MEASUREMENT TECHNOLOGY CONFERENCE. (IMTC), NEW YORK, IEEE, US, 23 April 1995 (1995-04-23), pages 163 - 168, XP000534843, ISBN: 0-7803-2616-4 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL2005902C2 (en) * | 2010-11-25 | 2012-05-29 | Ibis Technologies B V | Method and apparatus for surface plasmon resonance angle scanning. |
| WO2012070942A1 (en) | 2010-11-25 | 2012-05-31 | Ibis Technologies B.V. | Method and apparatus for surface plasmon resonance angle scanning |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4845552A (en) | Quantitative light microscope using a solid state detector in the primary image plane | |
| US4160598A (en) | Apparatus for the determination of focused spot size and structure | |
| US10067058B1 (en) | Auto-focus system | |
| EP2352989B1 (en) | Sample analysis apparatus and a method of analysing a sample | |
| JP7044272B2 (en) | Lens refractive index measuring device and its measuring method | |
| US5116125A (en) | Fertility analyzer | |
| Loerke et al. | Super-resolution measurements with evanescent-wave fluorescence-excitation using variable beam incidence | |
| EP0555212B1 (en) | Fertility analyzer | |
| FR2877433A1 (en) | METHOD AND DEVICE FOR NON-CONTACT ENTRY OF THE THERMAL PROPERTIES OF THE SURFACE OF AN OBJECT | |
| NL1022916C2 (en) | Device is for investigating a thin layer structure on a surface by making use of superficial plasmon resonance | |
| EP1020719B1 (en) | Apparatus and method for determining the optical distortion of a transparent substrate | |
| KR20060086938A (en) | Focusing system and method | |
| US8269157B2 (en) | Optical imaging system | |
| JP2007093288A (en) | Light measuring instrument and light measuring method | |
| JP2000241128A (en) | Plane-to-plane space measuring apparatus | |
| JP2008046110A (en) | Method and apparatus for measuring shape of droplet | |
| US6907390B1 (en) | Miniaturized opto-electronic magnifying system | |
| JP2017510853A (en) | Autofocus system | |
| Golzar et al. | Online temperature measurement and simultaneous diameter estimation of fibers by thermography of the spinline in the melt spinning process | |
| JP4989764B2 (en) | Ultra-high resolution scanning optical measuring device | |
| EP3751327B1 (en) | Method of and apparatus for monitoring a focus state of a microscope | |
| WO2000036440A1 (en) | Miniaturized opto-electronic magnifying system | |
| JPH07311117A (en) | Apparatus for measuring position of multiple lens | |
| US20240192477A1 (en) | Methods and apparatus for calculating and maintaining an optimal sample position in an interferometric microscope | |
| RU2162616C2 (en) | Laser projection microscope |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD2B | A search report has been drawn up | ||
| VD1 | Lapsed due to non-payment of the annual fee |
Effective date: 20071001 |