RU2660764C2 - Сенсор на основе поверхностно-плазмонного резонанса с элементом плоской оптики - Google Patents

Сенсор на основе поверхностно-плазмонного резонанса с элементом плоской оптики Download PDF

Info

Publication number
RU2660764C2
RU2660764C2 RU2016150052A RU2016150052A RU2660764C2 RU 2660764 C2 RU2660764 C2 RU 2660764C2 RU 2016150052 A RU2016150052 A RU 2016150052A RU 2016150052 A RU2016150052 A RU 2016150052A RU 2660764 C2 RU2660764 C2 RU 2660764C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
prism
sensor
sensor based
diffraction
plasmonic resonance
Prior art date
Application number
RU2016150052A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2016150052A (ru
RU2016150052A3 (ru
Inventor
Владимир Сергеевич Павельев
Андрей Камильевич Кавеев
Original Assignee
ООО "ПроматиксЛаб"
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 ООО "ПроматиксЛаб" filed Critical ООО "ПроматиксЛаб"
Priority to RU2016150052A priority Critical patent/RU2660764C2/ru
Publication of RU2016150052A publication Critical patent/RU2016150052A/ru
Publication of RU2016150052A3 publication Critical patent/RU2016150052A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2660764C2 publication Critical patent/RU2660764C2/ru

Links

Images

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
    • G01N21/41—Refractivity; Phase-affecting properties, e.g. optical path length

Abstract

Изобретение относится к области аналитического приборостроения. Сенсор качественного состава вещества содержит призму с нанесенным слоем металла на одну из ее сторон. Призма выполнена в виде плоского оптического элемента - дифракционной призмы с микрорельефом с одной стороны и нанесенным слоем металла с другой. Технический результат заключается в существенном снижении массы сенсора. 2 ил.

Description

Область техники, к которой относится изобретение.
Настоящее изобретение относится к области аналитического приборостроения.
Уровень техники.
Из существующего уровня техники известен сенсор на основе поверхностно-плазмонного резонанса, который включает призму с нанесенным слоем металла на одну из сторон (N. Mehan, V. Gupta, К. Sreenivas, AbhaiMansingh, Surfaceplasmonresonancebasedrefractiveindexsensorforliquids, IndianJoumalofPure&AppliedPhysics, Vol. 43, November 2005, pp. 854-858). Подобные разработки запатентованы: (US 20020182743 A1). Данная призма служит для создания эффекта полного внутреннего отражения падающего на систему лазерного луча. Недостатками данного технического решения являются большие массогабаритные характеристики устройства.
Раскрытие изобретения.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является создание сенсора качественного состава вещества на основе поверхностно-плазмонного резонанса с уменьшенными массогабаритными характеристиками. Данная задача решается за счет того, что заявленный сенсор качественного состава вещества, содержащий призму с нанесенным слоем металла на одну из ее сторон, отличается тем, что призма выполнена в виде плоского оптического элемента - дифракционной призмы с микрорельефом с одной стороны и нанесенным слоем металла с другой. Высота дифракционного микрорельефа определяется формулой h(x)=ϕ(x)λ/2π(n-1), где ϕ(x) - фазовая функция треугольной призмы, приведенная к диапазону [0,2π].
Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является существенное снижение массы устройства по сравнению с прототипом, связанное с заменой традиционной призмы ее дифракционным аналогом.
Краткое описание чертежей.
Сущность изобретения поясняется чертежами.
На фиг. 1 - схематическое изображение устройства сенсора на основе поверхностно-плазмонного резонанса, который включает дифракционную призму с нанесенным слоем металла на одну из сторон.
На фиг. 2 - схематически изображен дифракционный микрорельеф плоского оптического элемента (дифракционной треугольной призмы).
Осуществление изобретения.
Работает устройство следующим образом: р-поляризованный пучок Не-Ne-лазера (1) падает на микрорельеф дифракционной призмы (2), установленной на трехкоординатный поворотный столик (7). На обратную сторону призмы наесена металлическая пленка (3). Призма устанавливается на кювету с анализируемым раствором (4). Интенсивность излучения, испытавшего полное внутренне отражение, измеряется детектором (8). Измеренная интенсивность отраженного света нормируется на интенсивность освещающего пучка. Поворотный столик (7) может вращаться по углу, обеспечивая угловое сканирование образца. Прецизионное управление поворотом столика осуществляется с помощью микроконтроллера (6), управляющего шаговым двигателем. Достижение системой крайних положений фиксируется с помощью концевых выключателей, передающих сигнал на микроконтроллер. Специализированное программное обеспечение (ПО) осуществляет несколько функций - управление угловым сканированием через микроконтроллер и сбор потока данных с детектора. Математическая обработка полученных данных также осуществляется с помощью этого ПО. Сенсорный блок состоит из нескольких компонент. Это активный слой, представляющий собой металлическую пленку, нанесенную на дифракционную призму. В свою очередь, анализируемый раствор находится в кювете, контактирующей с активным слоем. В систему также входит лазер (гелий-неоновый), а также детектор, представляющий собой фотодиод или иной измеритель мощности лазерного излучения. Путем углового сканирования снимается угловая зависимость поверхностно-плазмонного резонанса. Далее, эта зависимость обрабатывается в ПО, в результате будет вычислен показатель преломления исследуемого раствора. В ПО загружена калибровочная зависимость показателя преломления от концентрации исследуемого вещества в растворе. Сопоставляя измеренный показатель преломления с данной зависимостью, определяется искомая концентрация раствора.

Claims (1)

  1. Сенсор качественного состава вещества, содержащий призму с нанесенным слоем металла на одну из ее сторон, отличающийся тем, что призма выполнена в виде плоского оптического элемента - дифракционной призмы с микрорельефом с одной стороны и нанесенным слоем металла с другой.
RU2016150052A 2016-12-19 2016-12-19 Сенсор на основе поверхностно-плазмонного резонанса с элементом плоской оптики RU2660764C2 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016150052A RU2660764C2 (ru) 2016-12-19 2016-12-19 Сенсор на основе поверхностно-плазмонного резонанса с элементом плоской оптики

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016150052A RU2660764C2 (ru) 2016-12-19 2016-12-19 Сенсор на основе поверхностно-плазмонного резонанса с элементом плоской оптики

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2016150052A RU2016150052A (ru) 2018-06-20
RU2016150052A3 RU2016150052A3 (ru) 2018-06-20
RU2660764C2 true RU2660764C2 (ru) 2018-07-09

Family

ID=62619309

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016150052A RU2660764C2 (ru) 2016-12-19 2016-12-19 Сенсор на основе поверхностно-плазмонного резонанса с элементом плоской оптики

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2660764C2 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2758779C1 (ru) * 2021-03-17 2021-11-01 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Сибирский государственный университет геосистем и технологий» Сенсор на основе поверхностно-плазмонного резонанса

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5925878A (en) * 1997-08-20 1999-07-20 Imation Corp. Diffraction anomaly sensor having grating coated with protective dielectric layer
US20040155309A1 (en) * 2001-08-07 2004-08-12 Takaaki Sorin Surface plasmon resonance sensor chip and sample analysis method and apparatus using the same
WO2006093425A1 (fr) * 2005-03-03 2006-09-08 Yury Petrovich Guscho Procede de modulation d'un rayonnement optique, modulateur electrooptique (variantes) et dispositif electrooptique (variantes)
US20060204676A1 (en) * 2005-03-11 2006-09-14 Jones Clinton L Polymerizable composition comprising low molecular weight organic component
RU2548046C2 (ru) * 2013-08-07 2015-04-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова" (МГУ) Способ магнитооптической модуляции света с использованием поверхностных плазмонов

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5925878A (en) * 1997-08-20 1999-07-20 Imation Corp. Diffraction anomaly sensor having grating coated with protective dielectric layer
US20040155309A1 (en) * 2001-08-07 2004-08-12 Takaaki Sorin Surface plasmon resonance sensor chip and sample analysis method and apparatus using the same
WO2006093425A1 (fr) * 2005-03-03 2006-09-08 Yury Petrovich Guscho Procede de modulation d'un rayonnement optique, modulateur electrooptique (variantes) et dispositif electrooptique (variantes)
US20060204676A1 (en) * 2005-03-11 2006-09-14 Jones Clinton L Polymerizable composition comprising low molecular weight organic component
RU2548046C2 (ru) * 2013-08-07 2015-04-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова" (МГУ) Способ магнитооптической модуляции света с использованием поверхностных плазмонов

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2758779C1 (ru) * 2021-03-17 2021-11-01 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Сибирский государственный университет геосистем и технологий» Сенсор на основе поверхностно-плазмонного резонанса

Also Published As

Publication number Publication date
RU2016150052A (ru) 2018-06-20
RU2016150052A3 (ru) 2018-06-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101371129B (zh) 表面等离子体共振传感器以及利用其检测样品的方法
US8009292B2 (en) Single polarizer focused-beam ellipsometer
CN106441125B (zh) 一种薄膜厚度测量方法及系统
US20190219505A1 (en) Device for analysing a specimen using the goos-hänchen surface plasmon resonance effect
Horn et al. Plasmon spectroscopy: methods, pitfalls and how to avoid them
CN103439294A (zh) 角度调制与波长调制spr共用系统
Piliarik et al. SPR sensor instrumentation
RU2660764C2 (ru) Сенсор на основе поверхностно-плазмонного резонанса с элементом плоской оптики
RU2500993C1 (ru) Спектрометр на основе поверхностного плазмонного резонанса
US7224462B2 (en) Beam shifting surface plasmon resonance system and method
CN205038160U (zh) 一种表面等离子体共振吸收检测仪
CN208847653U (zh) 一种实时偏振敏感的太赫兹时域椭偏仪
JP2012052997A (ja) 固体の粗面の見掛けの屈折率を測定する光学測定方法及び光学測定装置
RU2372591C1 (ru) Способ определения показателя преломления поверхностной электромагнитной волны инфракрасной области спектра
RU2653590C1 (ru) Интерферометр для определения показателя преломления инфракрасной поверхностной электромагнитной волны
JP2011180113A (ja) ダイアモンド状カーボン薄膜の膜厚と屈折率の計測
RU2239157C2 (ru) Интерферометр
RU2419779C2 (ru) Способ определения показателя преломления поверхностной электромагнитной волны инфракрасного диапазона
RU2629928C2 (ru) Способ определения показателя преломления монохроматической поверхностной электромагнитной волны инфракрасного диапазона
Hossea et al. Design of surface plasmon resonance biosensors by using powell lens
CN203405410U (zh) 角度调制与波长调制spr共用系统
RU101812U1 (ru) Устройство для неразрушающего измерения толщины диэлектрических и полупроводниковых пленок
Sánchez-Pérez et al. Spectroscopic refractometer for transparent and absorbing liquids by reflection of white light near the critical angle
RU2625641C1 (ru) Устройство для промера распределения поля инфракрасной поверхностной электромагнитной волны над её треком
RU2411448C1 (ru) Устройство для неразрушающего измерения толщины диэлектрических и полупроводниковых пленок

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20181220