超敏感流体折射率传感器

发布时间:2018-08-27       阅读:1238


高精度折射率(RI)测量在传感器、医学、生物学和分子结构领域都是研究热点。在生物分子检测中,溶液内折射率微小变化的光学检测最近受到了相当多的关注。在光学检测技术中,无标记检测不需要用荧光染料标记样品(通常是液体分析物),而是依赖于检测由于结合事件(例如抗体 - 抗原相互作用)引起的微小折射率变化。检测较小浓度分子的能力来自较低的折射率变化检测极限。


我们提出的超敏感流体折射率传感器结合了表面等离子体共振(SPR)技术和超高阶导模(UOM),并成功搭成了由双面金属包覆波导(SMHW)和棱镜组成的流体谐振腔。这种新型波导可以同时扫描SPP和UOM的角度,而不是作为两个部分进行测量。测量SPP可以粗略地计算出折射率的范围以及波导的厚度。然后通过使用超高阶模的角度,我们可以计算出折射率的精确值。通过Matlab编程,我们设计了自动计算波导折射率的程序。经过数值模拟和实验,得出当测量精度达到10-4度时,折射率精度达到1.0*10-6 RIU。






该研究成果发表在:Zhiyuan Xiao, Hailang Dai, Xianfeng Chen, Ultrasensitive optofluidic resonator refractive index sensor, Optics Letters, 43(17), 4216-4219(2018)