SPR生物传感器温度特性的理论研究

表面等离子体共振(SPR)生物传感器在生物大分子检测时具有非常高的理论分析精度,但在实际应用过程中传感响应特性容易受到环境温度的影响.在小型化SPR传感器中由于缺乏温度控制模块,这种情况尤为明显.利用理论模型分析研究了环境温度变化对传感系统中光源、棱镜、金属薄膜和待测溶液等不同介质、光学检测器等的物理特性的影响以及由此...     

表面等离子体共振传感器的仿真

为了得到基于相位检测、角度检测和波长检测的表面等离子体共振(SPR)生物传感器的高检测精度,利用Matlab建立了Kretschmann模型SPR传感器的数值仿真软件.系统地进行了棱镜折射率、测试介质折射率、金膜的厚度等因素对3种不同检测方式的SPR曲线的影响.理论分析结果表明:角度调制时与介质折射率增加时,SPR角也相应增加,相位检测对传感层的折射率具有选择性.     

一种高精度SPR生物传感器的设计与实现

表面等离体共振(SPR)技术被广泛应用于表面检测、生化免疫分析、药物筛选和环境监测等领域.介绍一种自行设计的基于Kretschmann结构的角度检测型SPR生物传感器.该装置采用角度连续扫描的方式,利用2个独立的步进电机分别驱动固定有棱镜和光电检测器件的大小转盘,可以进行单一样本的高精度分析.测试结果表明:该传感器具有很高的重复性与稳定性,噪声小、精度高.     

血液中C反应蛋白的SPR传感检测方法研究

利用表面等离子体共振（SPR）生物传感技术,建立了一种可以快速准确分析血样中C反应蛋白的新方法。SPR传感器采用Kretschmann结构的角度连续扫描方式,使用2个步进电机分别驱动棱镜和光电检测器件转动进行单一样本的高精度分析。将C反应蛋白抗体修饰于敏感芯片表面,通过SPR传感器对血样中C反应蛋白浓度进行检测分析。利用SPR方法和传统免疫比浊法分别检测标准C反应蛋白样本和200份感染性疾病儿童患者（7～10岁,男112名,女88名）的血液样本,结果表明：SPR方法检测标准样本的线性变化区域更大。在患儿血样的检测中,尽管2种方法的结果基本相同,但是SPR检测速度更快,样本需求量更小、重复性更佳。这表明SPR生物传感分析方法在C反应蛋白检测中比传统方法更具优势,有望在临床检验分析中得以广泛应用。     

光纤表面等离体激元共振传感器中光传播特性的理论分析

光纤表面等离体激元共振传感器是一种易于小型化的SPR传感器,常用于开发便携式传感检测设备,也可用于远距离实时在线检测.在本研究中,采用特制光纤作为导光介质来制作一种新的光纤SPR传感器.由于光纤中光传播相当复杂.仅凭过往经验来设计传感器将不能保证其检测精度.因此,针对本研究中光纤的特点,建立了光纤中光传播模型,并结合菲涅耳公式推导出该类光纤SPR传感器中光总反射系数与光波长的关系,最终绘制出理论SPR曲线并计算出共振波长.研究结果为该类光纤SPR传感器的设计及光谱分析提供了重要理论依据.     

表面等离子体共振传感检测方法研究

为了找到表面等离子体共振(SPR)检测物体的最佳方法,基于SPR,通过Matlab进行了一系列仿真。对检测物质的可行性进行了讨论,得出SPR能在一定范围内检测物质。对影响SPR现象的因素进行了仿真,得出达到最佳共振效果的参数值。分别对角度调制和波长调制方法进行仿真比较,分析了二者检测不同折射率样品的可行性和特点,选择出了较佳的检测方法。结果得出:达到最佳共振效果的参数值是金膜厚度为45 nm,入射光波长为632.8 nm,棱镜折射率根据实验条件和样品综合选定。角度和波长调制均能较好地检测不同折射率的样品,角度调制检测分辨率低于波长调制。     

表面等离子共振Ag-SnO_2薄膜光化学气体传感器

提出一种新型的Ag-SnO2复合膜H2S光化学表面等离子共振(SPR)气体传感器结构。结构中使用一只金红石材料作成的棱镜作为耦合棱镜,在棱镜的底边采用射频溅射技术制作Ag-SnO2复合膜(CuO为掺杂质),Ag膜和SnO2膜的厚度分别为50 nm和100 nm,在复合膜上设置待测气体的样品池。在白光入射激励下,复合膜的分界面发生SPR现象。实验结果表明:SPR的波长与H2S气体的体积分数基本呈线性关系。     

基于迈克尔逊干涉仪的SPR传感器的研究

研究了一种基于迈克尔逊干涉仪干涉成像的新型表面等离子体共振(Surface Plasmon Resonance,SPR)传感器,介绍了系统的构建方法和工作原理。系统以溴钨灯为迈克尔逊干涉仪的光源产生干涉图像,采用Kreschmann棱镜耦合结构激励SPR,由CCD摄像机采集传感芯片干涉图,对干涉图进行信息提取和傅里叶变换得到光谱图,再对光谱图进行分析处理得到SPR曲线。在系统中引入了辅助定标光路,即以一已知波长的单色光(氦氖激光器)作为标尺确定光强随光程差变化的干涉图函数中采样点的选取,降低了使用迈克尔逊干涉仪过程中的转动和传动机械误差。实验结果表明,该传感系统具有成本低、结构简单、操作方便、多通道检测等优点。     

Research on frequency tracking and locking for resonant optical gvro based on minimization of light source

谐振式光学陀螺是一种基于Sagnac效应的高精度新型角速度传感器,通过检测谐振腔顺逆时针两路光路的谐振频差得到角速度.谐振式光学陀螺的小型化关键是实现光源的小型化.基于半导体窄线宽小型化光源调制方式的特点,分析了谐振谷的频率跟踪锁定问题,实现了陀螺的频率跟踪控制.     

谐振式光学陀螺小型化光源频率跟踪锁定研究

谐振式光学陀螺是一种基于Sagnac效应的高精度新型角速度传感器,通过检测谐振腔顺逆时针两路光路的谐振频差得到角速度。谐振式光学陀螺的小型化关键是实现光源的小型化。基于半导体窄线宽小型化光源调制方式的特点,分析了谐振谷的频率跟踪锁定问题,实现了陀螺的频率跟踪控制。     

Diffractive optical coupling element for surface plasmon resonance sensors

Design, technological features, and performance of polymeric diffractive optical coupling elements (DOCEs), developed for surface plasmon resonance (SPR) sensors are reported. The concept is based on input and output coupling of collimated and perpendicularly incident light beams to exchangeable SPR sensor chips. In the SPR sensor chips, one DOCE couples the input light beam to a (bio-)chemical sensor surface and another DOCE images the output light beam onto a detector array. The manufacturing technique is based on an injection moulding process similarly to the manufacturing process of compact discs allowing precision manufacturing and reproduction of the grating topography of the DOCEs. The DOCE-based SPR sensor chip is specifically suitable for miniaturisation and large scale production, while maintaining high optical quality and performance.     

LiNbO3棱镜耦合双金属薄膜表面等离子共振传感器

高折射率铌酸锂(LiNbO3)(2.202)为棱镜耦合激发的角度调制型表面等离子共振传感器,利用反射率公式优化单层银膜、金膜和双层银/金膜传感器薄膜的厚度,分别计算了优化厚度的传感器在检测样品折射率为1.330时的共振角、灵敏度、峰值半宽度(FWHM)和品质因数(FOM),理论计算表明:双层金属薄膜,随着金膜厚度的增加,传感器灵敏度增加,但峰值半宽度增加,品质因数下降.综合考虑,选择银/金(41/5)优化组合,传感器品质因数为优化的单层金膜(47 nm)传感器品质因数的2倍以上,另外,与常用的BK7玻璃棱镜耦合相比,LiNbO3棱镜耦合具有较大的样品动态检测范围.优化厚度的传感器实验检测糖水浓度表明:糖水浓度与共振角为线性比例关系.     

基于LabVIEW搭建光纤SPR虚拟仿真设计平台

光纤表面等离子体共振(Surface plasmon resonance,SPR)传感器是一种将光纤纤芯作为激发SPR效应基体的新型传感器.本篇论文基于LabVIEW搭建虚拟仿真设计平台,依照材料参数与组件结构做理论计算,可即时改变尺寸及材料参数,了解SPR组件参数对感测效果的影响,找到最佳参数.以PMMA塑料光纤虚拟仿真结果显示,镀银薄膜40nm于光纤研磨表面上,能够制造出一个较佳的光纤SPR传感器;最后,以不同折射率的待测物进行仿真计算,得到共振波长与折射率关系.     

集成硅颜色传感器

介绍了一种新型的颜色传感器,其分光采用染色的聚酰亚胺滤色膜,它与传统的硅集成工艺兼容;敏感器件采用三个硅光二极管阵列。该传感器对入射光波长在380nm～650nm的范围内具有较高的灵敏度,且温漂小。     

In‐pixel temperature sensor for high‐luminance active matrix micro‐light‐emitting diode display using low‐temperature polycrystalline silicon and oxide thin‐film‐transistors

We propose an in‐pixel temperature sensor using low‐temperature polycrystalline silicon and oxide (LTPO) thin‐film transistor (TFTs) for high‐luminance active matrix (AM) micro‐light‐emitting diode (LED) displays. By taking advantage of the different off‐current characteristics of p‐type LTPS TFTs and n‐type a‐IGZO TFTs under temperature change, we designed and fabricated a temperature sensor consists of only LTPO TFTs without additional sensing component or material. The fabricated sensor exhibits excellent temperature sensitivity of up to 71.8 mV/°C. In addition, a 64 × 64 temperature sensor array with 3T sensing pixel and integrated gate driver has also been fabricated, which demonstrates potential approach for maxing out the performance of high‐luminance AM micro‐LED display with real‐time in‐pixel temperature monitoring.     

A 630dpi dynamic LED display array in standard Si-based CMOS technology

A novel silicon light emitting diode(LED) display array has been fabricated using 0.35 μm standard CMOS technology.In this array,an LED and static random access memory(SRAM) are integrated together in a special layout.The SRAM in each pixel can store the state of the pixel and ensure that the pixel remains lit without persistent flashing.As a result,the control logic is perfectly integrated on the same wafer.Two power sources are used to drive the display array because the LEDs operate at high voltage(supply voltage of 9 V),and the current of the whole display array is about 30-60 mA to display common characters.The display circuit includes digital control logic circuits and SRAM,and requires a supply voltage of 3.3 V.The area of a single pixel is 40×40 μm 2,the area of the whole 16×16 LED array is 1 mm 2,and the display density is 630 dpi.