русс | укр

Языки программирования

ПаскальСиАссемблерJavaMatlabPhpHtmlJavaScriptCSSC#DelphiТурбо Пролог

Компьютерные сетиСистемное программное обеспечениеИнформационные технологииПрограммирование

Все о программировании


Linux Unix Алгоритмические языки Аналоговые и гибридные вычислительные устройства Архитектура микроконтроллеров Введение в разработку распределенных информационных систем Введение в численные методы Дискретная математика Информационное обслуживание пользователей Информация и моделирование в управлении производством Компьютерная графика Математическое и компьютерное моделирование Моделирование Нейрокомпьютеры Проектирование программ диагностики компьютерных систем и сетей Проектирование системных программ Системы счисления Теория статистики Теория оптимизации Уроки AutoCAD 3D Уроки базы данных Access Уроки Orcad Цифровые автоматы Шпаргалки по компьютеру Шпаргалки по программированию Экспертные системы Элементы теории информации

Поверхностный плазмонный резонанс и его применение для построения сенсоров

<== предыдущая статья | следующая статья ==>

Сенсоры на основе поверхностного плазмонного резонанса (ППР) или сокращенно " ППР сенсоры " – это относительно новый класс сенсоров в отличие от рассмотренных в предыдущих лекциях спектрофотометрических и люминесцентных сенсоров. Явление поверхностного плазмонного резонанса открыто в конце 60-х годов ХХ века.

23.1.1. Сущность явления ППР условия его наблюдения

Поверхностные плазмоны – это волны переменной плотности электрического заряда, которые могут возникать и распространяться в электронной плазме металла вдоль его поверхности или вдоль тонкой металлической пленки.

Оказалось, что при определенных условиях поверхностные плазмоны могут возбуждаться под воздействием поляризованного света. В 1968 г. это было продемонстрировано в работе. Схема наблюдения ППР, которую стали называть по фамилии автора "геометрией Кречмана", показана на рис. 23.1.


Рис. 23.1. Схема оптического наблюдения явления ППР: 1 – прозрачная среда с высоким показателем преломления; 2 – тонкая металлическая пленка; 3 – затухающая электромагнитная волна; 4 – исследуемая жидкость

 

Свет проходит сквозь оптически прозрачную среду 1 с относительно большим показателем преломления, например, сквозь призму из стекла и падает под определенным углом на тонкую металлическую пленку 2, нанесенную на поверхность стекла. Угол падения должен быть больше угла полного внутреннего отражения. Часть света проникает в металл и распространяется в нем в виде быстро затухающей электромагнитной волны 3. Последняя возбуждает колебания свободных электронов металла – т.н. "электронной плазмы". И в этой плазме могут возникать коллективные колебательные движения электронов, которые принято описывать как квазичастицы – т.н. "поверхностные плазмоны".

Возбуждение становится особенно эффективными при условиях, если:

  • свет поляризован;
  • поляризация его такова, что электрический вектор электромагнитной волны лежит в плоскости падения, а магнитный вектор параллелен поверхности металла;
  • проекция волнового вектора фотонов света на плоскость пленки равна волновому вектору поверхностного плазмона.

Когда эти условия выполнены, то значительная часть энергии света превращается в энергию плазмонов, из-за чего интенсивность отраженного от поверхности металлической пленки света резко падает. Это явление и называют "поверхностным плазмонным резонансом".

Если металлическая пленка 2 достаточно тонка (< 200 нм), то значительная часть затухающей в металле электромагнитной волны достигает противоположной поверхности металла. И тогда ППР становится чувствительным к свойствам той среды 4, которая контактирует с металлом с другой стороны пленки. От электрической поляризации этой среды, в частности от её диэлектрической постоянной (которая у диэлектриков равна квадрату показателя преломления света), зависит положение минимума кривой ППР.

Условие равенства волновых векторов записывается в виде

(23.1)

где – длина волны света; – показатель преломления среды, на поверхности которой находится металлическая пленка (обычно стекла); – угол падения света на металлическую пленку; – волновой вектор поверхностного плазмона металлической пленки; – модуль комплексной диэлектрической проницаемости металла; – показатель преломления среды, которая находится на противоположной стороне металлической пленки.

Как видно из этой формулы, изменения свойств металла или показателя преломления среды 4 изменяют правую сторону уравнения (23.1), вследствие чего положение резонанса изменяется.

Просмотров: 1800

<== предыдущая статья | следующая статья ==>

Это будем вам полезно:

Анализ трудностей, возникающих при реализации неинвазивных спектрофотометрических сенсоров

Термогигрометры промышленные

Определение положения и перемещения объектов

Методы и средства измерения уровня сыпучих материалов

Ультразвуковые (акустические) методы измерения расхода

Тонометры

Другие попытки создания спектрофотометрического глюкометра

Хемометрия.

Методы и средства измерения световых величин

Перепадно-силовые расходомеры

Ультразвуковой метод

Учет неконтролируемого рассеяния света

Особенности измерение расхода газообразных сред

Оксиметры и пульсоксиметры

Вернуться в оглавление:Методы и средства измерений неэлектрических величин




Карта сайта Карта сайта укр


Уроки php mysql Программирование

Онлайн система счисления Калькулятор онлайн обычный Инженерный калькулятор онлайн Замена русских букв на английские для вебмастеров Замена русских букв на английские

Аппаратное и программное обеспечение Графика и компьютерная сфера Интегрированная геоинформационная система Интернет Компьютер Комплектующие компьютера Лекции Методы и средства измерений неэлектрических величин Обслуживание компьютерных и периферийных устройств Операционные системы Параллельное программирование Проектирование электронных средств Периферийные устройства Полезные ресурсы для программистов Программы для программистов Статьи для программистов Cтруктура и организация данных


 


Полезен материал? Поделись:

Не нашли то, что искали? Google вам в помощь!

 
 

© life-prog.ru При использовании материалов прямая ссылка на сайт обязательна.