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毕业论文-表面等离子体共振角度型测量系统，共76页，20320字
中文摘要
基于表面等离子体共振的生物传感技术是目前生物光子学领域的重要
研究方向之一，其现象主要表现为共振角或者共振波长随外界折射率的变化
而灵敏地改变。
本论文设计并实现了一套角度型的 SPR 自动测试系统。
主要工作如下：
设计制作了双层旋转平台结构的 SPR 角度型自动测量系统。系统硬
件包括机械平台，光路以及电路部分。
设计了输入输出臂扫描的测试流程并利用 Labview 语言编写了系统
自动控制程序。系统自动完成扫描测试，读取数据和数据图表处理
的一套自动测试流程。该系统测量折射率的分辨率指标达到
10−4 RIU。
在此系统上进行了液体样品折射率测试实验。测量了空气和水的
SPR 曲线。研究了系统的测量范围、稳定性和重复性。研究了入射
光偏振态对 SPR 曲线的影响。
关键词：生物光子学 表面等离子体共振 角度型测量方法 自动测试系
统

目录
第 1 章 概述. 1
1.1 SPR 现象概述 1
1.2 SPR 传感技术 3
1.3 论文工作内容 4
第 2 章 SPR 基本理论 7
2.1 引言 7
2.2 介质/金属双层体系....... 7
2.3 介质/金属/介质三层结构 ..... 9
2.4 金属和棱镜的模型...... 11
2.4.1 金属的介电常数 .... 11
2.4.2 棱镜折射率对所测样品折射率范围的影响. 12
2.5 本章小结...... 15
第 3 章 角度型 SPR 自动测量系统 . 17
3.1 角度型 SPR 自动测量系统的整体设计..... 17
3.1.1 系统装置 17
3.1.2 测试流程 21
3.1.3 系统参数 21
3.2 角度型 SPR 自动测试系统的硬件设计与实现. 23
3.2.1 机械结构 24
3.2.2 棱镜结构 27
3.2.3 激光器 .... 27
3.2.4 光学元件 28
3.2.5 探测器及其放大电路..... 28
3.3 角度型 SPR 自动测试系统的软件设计..... 29
3.3.1 软件架构 30
3.3.2 软件各模块介绍 .... 32
3.3.3 一些需要注意的问题和解决方案 35
3.4 本章小结 ..... 37
第 4 章 角度型 SPR 测量实验..38
4.1 测量空气的 SPR 曲线 38
4.1.1 空气的 SPR 曲线 ... 38
4.1.2 系统的稳定性 40
4.1.3 入射光偏振态的影响 .... 41
4.2 测量水的 SPR 曲线 .... 42
第 5 章 结论 .......45
插图索引 ....... I
表格索引 ....III
参考文献 ......V
致谢 ...VII
声明 .... IX
附录 A 外文资料的书面翻译 ... XI