RU2500993C1 - Spectrometer based on surface plasmon resonance - Google Patents

Spectrometer based on surface plasmon resonance Download PDF

Info

Publication number
RU2500993C1
RU2500993C1 RU2012121903/28A RU2012121903A RU2500993C1 RU 2500993 C1 RU2500993 C1 RU 2500993C1 RU 2012121903/28 A RU2012121903/28 A RU 2012121903/28A RU 2012121903 A RU2012121903 A RU 2012121903A RU 2500993 C1 RU2500993 C1 RU 2500993C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
internal reflection
lens
light
spectrometer
spectrum
Prior art date
Application number
RU2012121903/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Яков Васильевич Лесничий
Юрий Викторович Стебунов
Original Assignee
федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский физико-технический институт (государственный университет)
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский физико-технический институт (государственный университет) filed Critical федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский физико-технический институт (государственный университет)
Priority to RU2012121903/28A priority Critical patent/RU2500993C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2500993C1 publication Critical patent/RU2500993C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Spectrometry And Color Measurement (AREA)
  • Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)

Abstract

FIELD: instrument making.
SUBSTANCE: spectrometer comprises the following components serially arranged on one optical axis: a source of light emission with a continuous spectrum, a collimator, a polariser, a cylindrical lens or a cylindrical mirror, a device of disturbed full internal reflection with a reflecting element, a dispersing device, a focusing lens and a light-sensitive photomatrix installed in the lens focus.
EFFECT: possibility to produce a spectrum of surface plasmon resonance in a continuous optical range of wavelengths in real time mode and in increased sensitivity of a device.
6 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к области оптического приборостроения и может быть использовано при создании биосенсоров и биодетекторов на основе поверхностного плазменного резонанса и для проведения спектрального анализа малого количества вещества.The invention relates to the field of optical instrumentation and can be used to create biosensors and biodetectors based on surface plasma resonance and for spectral analysis of a small amount of substance.

Поверхностный плазменный резонанс - это явление поверхностного возбуждения плазмонов посредством света. Оно возникает на поверхности металлов при условии полного внутреннего отражения. Термин «поверхностный плазменный резонанс» в используемом в настоящем описании смысле относится к оптическому явлению, которое позволяет проводить анализ взаимодействий в режиме реального времени посредством регистрации свойств и изменений свойств исследуемого вещества на матрице, состоящей из пластины с металлическим покрытием.Surface plasma resonance is the phenomenon of surface excitation of plasmons by means of light. It occurs on the surface of metals subject to complete internal reflection. The term "surface plasma resonance" in the sense used in the present description refers to an optical phenomenon that allows the analysis of interactions in real time by recording the properties and changes in the properties of the test substance on a matrix consisting of a plate with a metal coating.

Известен ряд технических решений в виде устройств, предназначенных для получения и исследования спектра поверхностного плазменного резонанса, например, по патенту Великобритании №GB 2197065 A [1] и по патенту Кореи №KR 100856090 [2]. Недостатком технических решений, представленных в данных патентах, является невозможность обеспечения проведения одновременных измерений на разных длинах волн, что снижает достоверность исследования вещества из-за получения недостаточно точных спектральных характеристик исследуемого вещества.There are a number of technical solutions in the form of devices designed to obtain and study the spectrum of surface plasma resonance, for example, according to UK patent No. GB 2197065 A [1] and Korean patent No. KR 100856090 [2]. The disadvantage of the technical solutions presented in these patents is the inability to ensure simultaneous measurements at different wavelengths, which reduces the reliability of the study of the substance due to the insufficiently accurate spectral characteristics of the test substance.

Известно техническое решение в виде устройства по патенту Германии №DE 102007021563 A1, позволяющее проводить измерения для разных длин волн при фиксированном угле [3]. Однако измерения при фиксированном угле не позволяют однозначно восстановить спектральную характеристику исследуемого вещества.Known technical solution in the form of a device according to German patent No. DE 102007021563 A1, which allows measurements for different wavelengths at a fixed angle [3]. However, measurements at a fixed angle do not allow to unambiguously restore the spectral characteristic of the test substance.

Наиболее близким техническим решением, взятым в качестве прототипа, является устройство для получения и исследования спектра поверхностного плазменного резонанса, приведенное в описании к патенту РФ №2170913 [4], содержащее источник света с непрерывным спектром, коллиматор, поляризатор, два ломанных зеркала, прозрачный сосуд, заполненный жидкостью, с дном с полупрозрачной металлической пленкой, и диспергирующие элементы с фотодиодными линейками.The closest technical solution, taken as a prototype, is a device for obtaining and studying the spectrum of surface plasma resonance described in the description of the patent of the Russian Federation No. 2170913 [4], containing a light source with a continuous spectrum, a collimator, a polarizer, two broken mirrors, a transparent vessel filled with liquid, with a bottom with a translucent metal film, and dispersing elements with photodiode arrays.

Недостатком данного технического решения является измерение на малом количестве углов, равном количеству граней ломаного зеркала, диспергирующих элементов и фотодиодных линеек. Это» не позволяет точно восстановить спектральные характеристики исследуемого вещества.The disadvantage of this technical solution is the measurement on a small number of angles equal to the number of faces of the broken mirror, dispersing elements and photodiode arrays. This "does not allow to accurately restore the spectral characteristics of the test substance.

Кроме того, общим недостатком устройств, предназначенных для получения и исследования спектра поверхностного плазменного резонанса является то, что чувствительность современных биодетекторов на основе нарушенного полного внутреннего отражения фактически ограничена тепловыми шумами. При прокачивании жидкости вдоль слайда с активным слоем неизбежно возникают тепловые флуктуации. Показатель преломления воды зависит от температуры, поэтому возникают флуктуации показателя преломления исследуемой жидкости и как следствие - флуктуации сигнала с биодетектора.In addition, a common drawback of devices designed to obtain and study the spectrum of surface plasma resonance is that the sensitivity of modern biodetectors based on impaired total internal reflection is actually limited by thermal noise. When pumping fluid along a slide with an active layer, thermal fluctuations inevitably occur. The refractive index of water depends on temperature; therefore, fluctuations in the refractive index of the liquid under study arise and, as a result, fluctuations in the signal from the biodetector.

Технической задачей, решаемой в представленном изобретении является обеспечение получения спектра поверхностного плазменного резонанса в непрерывном оптическом диапазоне длин волн в режиме реального времени, что позволяет избавиться от тепловых шумов и более точно восстановить спектральные характеристики исследуемого вещества, и, таким образом, значительно повысить чувствительность биодетектора,The technical problem solved in the present invention is to provide a surface plasma resonance spectrum in the continuous optical wavelength range in real time, which eliminates thermal noise and more accurately restores the spectral characteristics of the test substance, and, thus, significantly increase the sensitivity of the biodetector,

Решение поставленной технической задачи достигается тем, что представленный спектрометр на основе поверхностного плазменного резонанса содержит последовательно расположенные на одной оптической оси источник света с непрерывным спектром, коллиматор, поляризатор, устройство нарушенного полного внутреннего отражения с отражающим элементом, диспергирующее устройство и фокусирующий объектив и отличается от предшествующих технических решении тем, что он дополнительно содержит светочувствительную фотоматрицу, установленную в фокусе объектива, а между поляризатором и устройством нарушенного полного внутреннего отражения установлена цилиндрическая линза или цилиндрическое зеркало (для обеспечения падения света в необходимом диапазоне углов).The solution of the technical problem is achieved by the fact that the presented spectrometer based on surface plasma resonance contains a continuous-spectrum light source, a collimator, a polarizer, a device for impaired total internal reflection with a reflecting element, a dispersing device and a focusing lens, which differs from the previous ones technical solution in that it additionally contains a photosensitive photomatrix installed in focus about a lens, and between the polarizer and the device of the impaired total internal reflection a cylindrical lens or cylindrical mirror is installed (to ensure light incidence in the required range of angles).

Возможны дополнительные варианты выполнения спектрометра, в котором целесообразно чтобы:Additional options for the implementation of the spectrometer are possible, in which it is advisable to:

- устройство нарушенного полного внутреннего отражения выполнено в виде призмы или полуцилиндра;- device impaired total internal reflection is made in the form of a prism or half cylinder;

- отражающий элемент выполнен в виде диэлектрической пластины с металлическим покрытием;- the reflective element is made in the form of a dielectric plate with a metal coating;

- отражающий элемент установлен на гипотенузной плоскости призмы;- the reflective element is mounted on the hypotenuse plane of the prism;

- отражающий элемент установлен на плоской поверхности полуцилиндра.- the reflective element is mounted on the flat surface of the half cylinder.

Таким образом, введение в конструкцию устройства спектрометра цилиндрической линзы, использование только одного диспергирующего элемента и использование вместо набора фотодиодных линеек матрицы фотоэлементов позволяет обеспечить получение спектра поверхностного плазменного резонанса в непрерывном оптическом диапазоне длин волн в режиме реального времени, что позволяет избавиться от тепловых шумов и более точно восстановить спектральные характеристики исследуемого вещества, и, таким образом, значительно повысить чувствительность биодетектора. Предлагаемое техническое решение представляет собой спектрометр для получения спектра поверхностного плазменного резонанса в непрерывном диапазоне длин волн в режиме реального времени.Thus, the introduction of a cylindrical lens into the design of the spectrometer device, the use of only one dispersing element, and the use of a photocell array instead of a set of photodiode arrays makes it possible to obtain a surface plasma resonance spectrum in the continuous optical wavelength range in real time, which eliminates thermal noise and more accurately restore the spectral characteristics of the test substance, and thus significantly increase the sensitivity l biodetector. The proposed technical solution is a spectrometer for obtaining a spectrum of surface plasma resonance in the continuous wavelength range in real time.

Краткий перечень чертежей.A brief list of drawings.

На фиг.1 представлена общая схема спектрометра (вид сверху).Figure 1 presents the General scheme of the spectrometer (top view).

На фиг.2 представлена общая схема спектрометра (вид сбоку).Figure 2 presents the General scheme of the spectrometer (side view).

На фиг.3 представлена схема устройства нарушенного полного внутреннего отражения.Figure 3 presents a diagram of a device of impaired total internal reflection.

На фиг.4 представлена фотография установки (пример конкретного исполнения).Figure 4 presents a photograph of the installation (example of a specific implementation).

На фиг.5 представлено изображение спектра, полученное с фотоматрицы.Figure 5 presents the image of the spectrum obtained from photomatrix.

На фиг.6 представлен график зависимости отражения света от угла падения на определенной длине волны.Figure 6 presents a graph of the dependence of light reflection on the angle of incidence at a specific wavelength.

Спектрометр состоит из источника излучения 1, коллиматора 2, прямоугольной диафрагмы 3, поляризатора 4, цилиндрической линзы 5 (для обеспечения падения света в необходимом диапазоне углов), устройства нарушенного полного внутреннего отражения, выполненного в виде призмы 6 с отражающим элементом в виде слайда с нанесенной тонкой металлической пленкой 7, диспергирующего утройства в виде дифракционной решетки 8, фокусирующего объектива 9, фотоматрицы 10.The spectrometer consists of a radiation source 1, a collimator 2, a rectangular diaphragm 3, a polarizer 4, a cylindrical lens 5 (to ensure light incidence in the required range of angles), a device for impaired total internal reflection, made in the form of a prism 6 with a reflective element in the form of a slide with a printed thin metal film 7, a dispersing device in the form of a diffraction grating 8, a focusing lens 9, photomatrix 10.

Спектрометр работает следующим образом:The spectrometer works as follows:

Световые лучи от источника излучения света непрерывного спектра 1 проходят через коллиматор 2 с прямоугольной диафрагмой 3 и поляризатор 4. На выходе из коллиматора 2 сформированный пучок световых лучей имеет прямоугольное сечение однородной интенсивности. После прохождения через поляризатор 4, световые лучи становятся р-поляризованными, что является необходимым условием для возбуждения поверхностных электромагнитных волн на слайде с тонкой металлической пленкой 7. В зависимости от диаметра светового пучка и диаметра поляризатора поляризатор 4 может быть размещен на оптической оси светового пучка либо внутри коллиматора, либо между коллиматором и цилиндрической линзой 5. Пучок поляризованных световых лучей проходит через цилиндрическую линзу 5, которая фокусирует пучок световых лучей после прохождения его через боковую грань призмы 6 в узкую полоску на слайде с тонкой металлической пленкой 7, расположенном на гипотенузной грани призмы 6 устройства нарушенного полного внутреннего отражения. Цилиндрическая линза 5 формирует сходящийся пучок света с непрерывным спектром на отражающем элементе устройства нарушенного полного внутреннего отражения таким образом, что обеспечивается необходимый диапазон углов падения света на слайд. Отраженный свет затем раскладывается диспергирующим элементом и фокусирующим объективом формируется изображение на фотоматрице, где каждой строке пикселей соответствует определенная длина волны, а каждому столбцу - определенный угол падения. Таким образом, под воздействием цилиндрической линзы 5 падение пучка световых лучей происходит в некотором диапазоне углов, и каждой длине волны соответствует свой резонансный угол падения. Отразившись от слайда с тонкой металлической пленкой 7 на гипотенузной грани призмы 6 устройства нарушенного полного внутреннего отражения, пучок световых лучей выходит через вторую боковую грань призмы 6 и проходит через диспергирующий элемент в виде дифракционной решетки 8, штрихи которой параллельны плоскости падения. Поэтому пучок световых лучей раскладывается по длинам волн в вертикальном направлении. В первом порядке дифракции расположен фокусирующий объектив 9, в фокусе которого расположена фотоматрица 10.Light rays from a continuous-spectrum light source 1 pass through a collimator 2 with a rectangular diaphragm 3 and a polarizer 4. At the output of the collimator 2, the generated beam of light rays has a rectangular cross section of uniform intensity. After passing through the polarizer 4, the light rays become p-polarized, which is a prerequisite for the excitation of surface electromagnetic waves on a slide with a thin metal film 7. Depending on the diameter of the light beam and the diameter of the polarizer, the polarizer 4 can be placed on the optical axis of the light beam either inside the collimator, or between the collimator and the cylindrical lens 5. A beam of polarized light rays passes through a cylindrical lens 5, which focuses the beam of light rays along after it passes through the lateral face of prism 6 into a narrow strip on a slide with a thin metal film 7 located on the hypotenuse face of prism 6 of the device for impaired total internal reflection. A cylindrical lens 5 forms a converging beam of light with a continuous spectrum on the reflecting element of the device of the impaired total internal reflection in such a way that the necessary range of angles of incidence of light on the slide is provided. The reflected light is then laid out by the dispersing element and a focusing lens forms an image on the photomatrix, where each row of pixels corresponds to a certain wavelength, and to each column a certain angle of incidence. Thus, under the influence of a cylindrical lens 5, the incidence of a beam of light rays occurs in a certain range of angles, and each wavelength corresponds to its own resonant angle of incidence. Reflected from the slide with a thin metal film 7 on the hypotenous face of the prism 6 of the device for impaired total internal reflection, the beam of light rays exits through the second side face of the prism 6 and passes through the dispersing element in the form of a diffraction grating 8, whose strokes are parallel to the plane of incidence. Therefore, the beam of light rays is expanded along the wavelengths in the vertical direction. In the first diffraction order, a focusing lens 9 is located, in the focus of which a photomatrix 10 is located.

Благодаря такому расположению и такой геометрии элементов устройства, падающий свет формирует изображение на фотоматрице, где каждой строке пикселей соответствует определенная длина волны, а каждому столбцу - определенный угол падения света. Предложенное техническое решение конструктивно устроено таким образом, что в процессе измерения световое пятно на слайде остается неподвижным. Это позволяет существенно повысить точность измерения поверхностного плазменного резонанса и, что более важно, детектировать его малые изменения. Изображение, полученное с фотоматрицы позволяет получить более точную спектральную характеристику исследуемого вещества на слайде.Due to this arrangement and such a geometry of the device elements, the incident light forms an image on a photomatrix, where each row of pixels corresponds to a certain wavelength, and to each column a certain angle of incidence of light. The proposed technical solution is structurally arranged so that during the measurement process the light spot on the slide remains stationary. This makes it possible to significantly increase the accuracy of measuring surface plasma resonance and, more importantly, detect its small changes. The image obtained from the photomatrix allows you to get a more accurate spectral characteristic of the test substance on the slide.

На фиг.4 представлен общий вид установки, смонтированной на оптическом столе из оптомеханических компонентов компании Thorlabs. В качестве источника света 1 с непрерывным спектральным диапазоном использована галогеновая лампа Osram 12 V, 10 W. Коллиматор 2 собран из линз с фокусным расстоянием F1=30 мм (d=25 мм), F2=35 мм (d=25 мм), F3=80 мм (d=50 мм), отверстие диафрагмы 3-1 мм, поляризатор 4 LPVIS. Затем следует регулируемая прямоугольная диафрагма 3 с прямоугольным отверстием высотой h=10 мм, шириной d=5-50 мм. Стоящий за ней экран 11 позволяет регулировать диаметр пучка света от 0 до 10 мм. Отразившись от зеркала 12, свет проходит через цилиндрическую линзу 5, высотой 25 мм, шириной 50 мм, фокусное расстояние F=100 мм.Figure 4 presents a General view of the installation mounted on an optical table of optomechanical components from Thorlabs. A Osram 12 V, 10 W halogen lamp was used as a light source 1 with a continuous spectral range. Collimator 2 was assembled from lenses with a focal length F1 = 30 mm (d = 25 mm), F2 = 35 mm (d = 25 mm), F3 = 80 mm (d = 50 mm), aperture 3-1 mm, polarizer 4 LPVIS. Then follows an adjustable rectangular diaphragm 3 with a rectangular hole with a height of h = 10 mm and a width of d = 5-50 mm. The screen 11 behind it allows you to adjust the diameter of the light beam from 0 to 10 mm. Reflected from the mirror 12, the light passes through a cylindrical lens 5, 25 mm high, 50 mm wide, focal length F = 100 mm.

Устройство нарушенного полного внутреннего отражения состоит из прямоугольной треугольной призмы 6 (гипотенузная грань размером 30 на 20 мм из стекла ВК7), кюветы и слайда 7 из боросиликатного стекла толщиной 0,4 мм с золотой пленкой толщиной 40 нм. Призма с кюветой закреплены на вращающемся столике 13, что позволяет устанавливать необходимый угол падения световых лучей.The device of the impaired total internal reflection consists of a rectangular triangular prism 6 (hypotenuse face measuring 30 by 20 mm in VK7 glass), a cuvette and slide 7 made of borosilicate glass 0.4 mm thick with a 40 mm thick gold film. Prism with a cuvette mounted on a rotating table 13, which allows you to set the desired angle of incidence of light rays.

После устройства нарушенного полного внутреннего отражения пучок света отражается от зеркала 14 и дополнительной цилиндрической линзой 15 с f=100 MM направляется на дифракционную решетку 8 (600 штрихов/мм). В первом порядке дифракции расположена фотокамера 10 Tholabs DCC1545M с объективом 9 f=25,4 мм. Время выдержки фотоматрицы устанавливается на 10-15 мс. Рабочий диапазон - 600-900 нм. Нижняя граница обусловлена слабым плазменным резонансом на коротких длинах волн. Верхняя граница - диапазоном чувствительности фотоматрицы.After the device of impaired total internal reflection, the light beam is reflected from the mirror 14 and an additional cylindrical lens 15 with f = 100 MM is sent to the diffraction grating 8 (600 lines / mm). In the first diffraction order, the 10 Tholabs DCC1545M camera with a 9 f = 25.4 mm lens is located. The exposure time of the photomatrix is set to 10-15 ms. The operating range is 600-900 nm. The lower boundary is due to weak plasma resonance at short wavelengths. The upper bound is the sensitivity range of the photomatrix.

На фиг.5 приведено изображение, получаемое с камеры. Вдоль вертикальной оси меняется длина волны, вдоль горизонтальной - угол. Темная область соответствует нарушенному полному внутреннему отражению. График на фиг.6 представляет собой срез фотографии по горизонтали и фактически представляет график зависимости отражения света от угла падения на определенной длине волны.Figure 5 shows the image obtained from the camera. The wavelength changes along the vertical axis, and the angle changes along the horizontal axis. The dark area corresponds to the disturbed total internal reflection. The graph in FIG. 6 is a horizontal slice of the photograph and is actually a graph of light reflection versus incidence angle at a specific wavelength.

Представленная установка - спектрометр на основе поверхностного плазменного резонанса позволяет обеспечить получение спектра поверхностного плазменного резонанса в непрерывном оптическом диапазоне длин волн в режиме реального времени, а также избавиться от тепловых шумов и более точно восстановить спектральные характеристики исследуемого вещества, и, таким образом, значительно повысить чувствительность биодетектора.The presented setup, a spectrometer based on surface plasma resonance, allows to obtain a surface plasma resonance spectrum in the continuous optical wavelength range in real time, as well as to get rid of thermal noise and more accurately restore the spectral characteristics of the test substance, and thus significantly increase the sensitivity biodetector.

Предложенное устройство - спектрометр на основе поверхностного плазменного резонанса для получения спектра поверхностного плазменного резонанса в непрерывном диапазоне длин волн относится к области оптического приборостроения и может быть использовано при создании безметковых биосенсоров и биодетекторов на основе поверхностного плазменного резонанса или для проведения спектрального анализа малого количества вещества.The proposed device - a spectrometer based on surface plasma resonance for obtaining a spectrum of surface plasma resonance in the continuous wavelength range belongs to the field of optical instrumentation and can be used to create markerless biosensors and biodetectors based on surface plasma resonance or for spectral analysis of a small amount of substance.

Данная конструкция предложенного спектрометра может быть применима для регистрации изменений в концентрациях белков на биосенсорной матрице, например, используя систему BIAcore™ (Pharmacia Biosensor AB). Такую систему можно использовать для целей молекулярной диагностики. Так же она позволит измерять химические константы ассоциации и диссоциации между биомолекулами. Кроме того, устройство может быть использовано для контроля и регистрации концентрации химических и биохимических веществ в различных промышленных процессах, происходящих с использованием биологического материала.This design of the proposed spectrometer may be applicable for recording changes in protein concentrations on a biosensor matrix, for example, using the BIAcore ™ system (Pharmacia Biosensor AB). Such a system can be used for molecular diagnostics. It will also make it possible to measure the chemical constants of association and dissociation between biomolecules. In addition, the device can be used to control and record the concentration of chemical and biochemical substances in various industrial processes that occur using biological material.

Таким образом, новая взаимосвязь известных элементов спектрометра и дополнительно введенных цилиндрической линзы и фотоматрицы позволяет получить неочевидный для такого дополнения технический результат, а именно существенно повысить чувствительность биодетектора за счет возможности измерения спектральных характеристик исследуемого вещества в непрерывном диапазоне частот в режиме реального времени, что, в свою очередь, позволяет практически исключить влияние тепловых шумов.Thus, the new interconnection of the known elements of the spectrometer and the additionally introduced cylindrical lens and photomatrix makes it possible to obtain a technical result that is not obvious for such an addition, namely, to significantly increase the sensitivity of the biodetector due to the possibility of measuring the spectral characteristics of the analyte in the continuous frequency range in real time, which, in in turn, it virtually eliminates the effect of thermal noise.

Источники информации:Information sources:

1. Патент GB 2197065A, кл. G01N 33/543, 1988.1. Patent GB 2197065A, CL G01N 33/543, 1988.

2. Патент KR 100856090, кл. G01N 21/25, 2008.2. Patent KR 100856090, cl. G01N 21/25, 2008.

3. Патент DE 102007021563 A1, кл. G01J 3/42, 2008.3. Patent DE 102007021563 A1, cl. G01J 3/42, 2008.

4. Патент РФ №2170913, кл. G01J 3/42, 2001.4. RF patent No. 2170913, class. G01J 3/42, 2001.

Claims (6)

1. Спектрометр на основе поверхностного плазмонного резонанса, содержащий последовательно расположенные на одной оптической оси источник излучения света с непрерывным спектром, коллиматор, поляризатор, устройство нарушенного полного внутреннего отражения с отражающим элементом, диспергирующее устройство и фокусирующий объектив, отличающийся тем, что он дополнительно содержит светочувствительную фотоматрицу, установленную в фокусе объектива, а между поляризатором и устройством нарушенного полного внутреннего отражения установлена цилиндрическая линза или цилиндрическое зеркало.1. A spectrometer based on surface plasmon resonance, comprising a continuous-spectrum light source, a collimator, a polarizer, a device for impaired total internal reflection with a reflecting element, a dispersing device and a focusing lens, characterized in that it additionally contains a photosensitive a photomatrix installed in the focus of the lens, and between the polarizer and the device of the impaired total internal reflection is installed a cylindrical lens or a cylindrical mirror. 2. Спектрометр по п.1, отличающийся тем, что устройство нарушенного полного внутреннего отражения выполнено в виде призмы или полуцилиндра.2. The spectrometer according to claim 1, characterized in that the device of the impaired total internal reflection is made in the form of a prism or half cylinder. 3. Спектрометр по п.1, отличающийся тем, что отражающий элемент выполнен в виде диэлектрической пластины с металлическим покрытием.3. The spectrometer according to claim 1, characterized in that the reflective element is made in the form of a dielectric plate with a metal coating. 4. Спектрометр по пп.1 и 2, отличающийся тем, что диспергирующее устройство выполнено в виде дифракционной решетки.4. The spectrometer according to claims 1 and 2, characterized in that the dispersing device is made in the form of a diffraction grating. 5. Спектрометр по пп.1 и 2, отличающийся тем, что отражающий элемент установлен на гипотенузной плоскости призмы.5. The spectrometer according to claims 1 and 2, characterized in that the reflective element is mounted on the hypotenuse plane of the prism. 6. Спектрометр по пп.1 и 2, отличающийся тем, что отражающий элемент установлен на плоской поверхности полуцилиндра. 6. The spectrometer according to claims 1 and 2, characterized in that the reflective element is mounted on the flat surface of the half-cylinder.
RU2012121903/28A 2012-05-25 2012-05-25 Spectrometer based on surface plasmon resonance RU2500993C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012121903/28A RU2500993C1 (en) 2012-05-25 2012-05-25 Spectrometer based on surface plasmon resonance

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012121903/28A RU2500993C1 (en) 2012-05-25 2012-05-25 Spectrometer based on surface plasmon resonance

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2500993C1 true RU2500993C1 (en) 2013-12-10

Family

ID=49711128

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012121903/28A RU2500993C1 (en) 2012-05-25 2012-05-25 Spectrometer based on surface plasmon resonance

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2500993C1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2573617C1 (en) * 2014-11-25 2016-01-20 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Новосибирский национальный исследовательский государственный университет" (Новосибирский государственный университет, НГУ) Infrared amplitude-phase plasmon spectrometer
RU169687U1 (en) * 2016-08-17 2017-03-28 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Крымский федеральный университет имени В.И. Вернадского" Plasmon-polariton two-resonance sensor
RU195508U1 (en) * 2019-10-30 2020-01-30 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южный федеральный университет" (Южный федеральный университет) PHOTODETECTOR OF THE NEAR INFRARED RANGE BASED ON THE SURFACE PLASMON RESONANCE
RU204984U1 (en) * 2021-02-09 2021-06-22 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южный федеральный университет" NEAR-INFRARED PHOTODETECTOR BASED ON SURFACE PLASMON RESONANCE
RU2758779C1 (en) * 2021-03-17 2021-11-01 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Сибирский государственный университет геосистем и технологий» Surface plasmon resonance sensor

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2170913C1 (en) * 2000-10-02 2001-07-20 Российский Университет Дружбы Народов Process of spectroscopy of transition layer of conducting surface
JP2002286632A (en) * 2001-03-23 2002-10-03 Japan Science & Technology Corp Method for optically evaluating sample to be measured and device therefor
US20080218860A1 (en) * 2005-08-30 2008-09-11 Robertson William M Optical sensor based on surface electromagnetic wave resonance in photonic band gap materials

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2170913C1 (en) * 2000-10-02 2001-07-20 Российский Университет Дружбы Народов Process of spectroscopy of transition layer of conducting surface
JP2002286632A (en) * 2001-03-23 2002-10-03 Japan Science & Technology Corp Method for optically evaluating sample to be measured and device therefor
US20080218860A1 (en) * 2005-08-30 2008-09-11 Robertson William M Optical sensor based on surface electromagnetic wave resonance in photonic band gap materials

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2573617C1 (en) * 2014-11-25 2016-01-20 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Новосибирский национальный исследовательский государственный университет" (Новосибирский государственный университет, НГУ) Infrared amplitude-phase plasmon spectrometer
RU169687U1 (en) * 2016-08-17 2017-03-28 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Крымский федеральный университет имени В.И. Вернадского" Plasmon-polariton two-resonance sensor
RU195508U1 (en) * 2019-10-30 2020-01-30 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южный федеральный университет" (Южный федеральный университет) PHOTODETECTOR OF THE NEAR INFRARED RANGE BASED ON THE SURFACE PLASMON RESONANCE
RU204984U1 (en) * 2021-02-09 2021-06-22 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южный федеральный университет" NEAR-INFRARED PHOTODETECTOR BASED ON SURFACE PLASMON RESONANCE
RU2758779C1 (en) * 2021-03-17 2021-11-01 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Сибирский государственный университет геосистем и технологий» Surface plasmon resonance sensor

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8530243B2 (en) Non-scanning SPR system
US7864317B2 (en) Compact catadioptric spectrometer
US6775003B2 (en) Apparatus and method for total internal reflection spectroscopy
RU2500993C1 (en) Spectrometer based on surface plasmon resonance
CN101990633A (en) Methods, devices and kits for peri-critical reflectance spectroscopy
JP2013511041A (en) Optical sensor system and sensing method based on attenuated total reflection
US8743367B2 (en) Optical resonance analysis using a multi-angle source of illumination
Chen et al. Fast spectral surface plasmon resonance imaging sensor for real-time high-throughput detection of biomolecular interactions
AU2002243130B2 (en) Apparatus and method for total internal reflection spectroscopy
CN103439294A (en) Angle modulation and wavelength modulation surface plasmon resonance (SPR) sharing system
AU2002243130A1 (en) Apparatus and method for total internal reflection spectroscopy
CN113324954A (en) Prism coupling surface plasmon resonance test system based on spectral imaging
CN104316629A (en) Liquid phase multi-channel detector device
KR100860267B1 (en) Surface Plasmon Resonance Sensing System
Wang et al. Compact surface plasmon resonance sensor using the digital versatile disc grating as a coupler and a disperser
CN214472763U (en) Angle modulation type SPR sensor based on scanning galvanometer and SPR detection equipment
US20040036881A1 (en) Optical configuration for SPR measurement
US6804007B2 (en) Apparatus for multiplexing two surface plasma resonance channels onto a single linear scanned array
RU2727779C1 (en) Double interference spectrometer
WO2016063240A1 (en) Apparatus for spr detection capable of switching between imaging and angular resolved spectroscopy
Donazzan et al. Adaptive system able to switch between angular resolved SPR and SPR imaging
RU2411448C1 (en) Device for non-destructive measurement of dielectric and semiconductor film thickness
RU2492449C2 (en) Optical device for measurement of index of deflection of transparent solid materials of light gauge and small size with the method of parallel displacement of light beam
Trierweiler et al. Easy integrable refractometer for liquids on extended surfaces
CN115684093A (en) Integrated wavelength modulation type SPR detection device and detection method based on dispersion detection