一种古斯汉欣位移SPR高灵敏度介质折射率检测方法

摘要

本发明涉及一种古斯汉欣位移SPR高灵敏度介质折射率检测方法，其主要特点是激光经光开关后变为参考光与传感光。参考光经PBS分光膜后，其TM偏振光波直接入射到PSD上产生参考光电流；传感光束经PBS分光膜后，TM偏振光波垂直四边棱镜的第一工作面到达其底部，第一次激励SPR并首次增强古斯汉欣位移，之后,反射光经全反射直角棱镜两次全反射后，以入射角γ再一次进入四边棱镜的第二工作面到达其底部，第二次激励SPR并再次增强古斯汉欣位移，其反射光被全反射薄膜反射到PSD产生传感光电流。传感光电流与参考光电流经过数据处理装置进行数据处理。本发明对一束入射光能两次极大地增强古斯汉欣位移，提高了系统的测量分辨率，可测量介质微小折射率变化。

主权项

一种古斯汉欣位移SPR高灵敏度介质折射率检测方法，采用由半导体激光器电源与带尾光纤的半导体激光器构成的激光发射装置、光开关、偏振光分束器及平行入射面振荡的偏振光波全反射装置、激励表面等离子体共振并增强古斯汉欣位移装置、光电转换、信号放大及数据处理装置，通过实验得到标准介质所对应的古斯汉欣位移,采用数据处理装置对所测介质与标准介质所对应的古斯‑汉欣位移进行比较处理,得到被测介质的折射率；其特征在于：所述的激励表面等离子体共振并增强古斯汉欣位移装置是一束入射光两次激励表面等离子体共振并两次增强古斯汉欣位移装置，所述的一束入射光两次激励表面等离子体共振并两次增强古斯汉欣位移装置包含四边棱镜、金属薄膜及待测量介质构成的克莱切曼结构和全反射装置；其中：●所述的偏振光分束器及平行入射面振荡的偏振光波全反射装置包含偏振光分光膜、平行入射面振荡的偏振光波全反射膜和两个直角棱镜；●所述的光开关包含输入光纤、传感光支路光纤准直器、参考光支路光纤准直器，输入光纤与带尾光纤的半导体激光器之间通过光纤连接器连接；●所述的光电转换、信号放大及数据处理装置包含光电位置传感器、电流电压转换器、差动放大电路和数据处理装置；●由半导体激光器发出的激光束经光开关后变为参考光与传感光；参考光经光纤准直器到达偏振光分束器及平行入射面振荡的偏振光波全反射装置，经偏振光分光膜后，平行入射面振荡的偏振光波直接入射到光电位置传感器上产生参考光电流I_m与I_n，该电流提供基准位移，即称零点位移；传感光束经光纤准直器到达偏振光分束器及平行入射面振荡的偏振光波全反射装置，经偏振光分光膜后，平行入射面振荡的偏振光波垂直激励表面等离子体共振并增强古斯汉欣位移装置的四边棱镜的第一工作面到达其底部，在底部金属薄膜与待测介质界面上第一次激励表面等离子体共振，并首次增强古斯汉欣位移，之后，反射光到达全反射装置，经全反射直角棱镜两次全反射后，以入射角(γ)进入激励表面等离子体共振并增强古斯汉欣位移装置的四边棱镜的第二工作面到达其底部，并在金属薄膜与待测介质界面上第二次激励表面等离子体共振，并再次增强古斯汉欣位移；经过两次激励表面等离子体共振并两次增强古斯汉欣位移后的反射光，再次到达偏振光分束器及平行入射面振荡的偏振光波全反射装置被全反射薄膜反射到光电位置传感器上产生传感光电流I_k与I_l；传感光电流与参考光电流分别经电流电压转换器转换为电压后分时经过差动放大电路放大，到达数据处理装置完成数据处理。