應用：表面等離子體(tǐ)共振光譜

應用：表面等離子體(tǐ)共振光譜

表面等離子體(tǐ)共振（SPR）光譜以及對應的局部表面等離子體(tǐ)共振（LSPR）光譜，已被認為(wèi)是标記化學和(hé)生(shēng)物傳感以及納米結構表征的寶貴工具。SPR光譜學常見的應用是在生(shēng)物傳感領域，尤其是鍵和(hé)力的研究，例如抗體(tǐ)-抗原相互作(zuò)用。 另一方面，LSPR光譜主要用作(zuò)痕量分子檢測的信号增強技術。

實例探究

光纖SPR探頭

現在，将SPR傳感器(qì)集成到光纖探頭中，可(kě)以在危險環境中部署目标傳感器(qì)。這些(xiē)探頭通(tōng)常是通(tōng)過剝去一部分光纖的包層，然後在該部分上(shàng)塗敷一層金屬膜層，然後再塗敷一層介電(diàn)膜層來(lái)生(shēng)産的。位于德裏的印度理(lǐ)工學院的一個(gè)小(xiǎo)組近發表了使用此類型探頭的研究結果，他們在光纖芯上(shàng)先鍍一層銀，然後再鍍一層氧化鋅用來(lái)檢測氯氣[1]。在他們的實驗中，他們把Avantes公司的AvaLight-HAL鹵鎢燈發出的寬譜光耦合到探頭中。當氯氣分子與氧化鋅相互作(zuò)用時(shí)，會(huì)導緻生(shēng)成氯化鋅，改變相對介電(diàn)常數，從而改變表面等離子體(tǐ)的波長。由于一小(xiǎo)部分光可(kě)以在光纖的包層內(nèi)傳播，因此導緻透過光譜發生(shēng)變化，他們使用了Avantes公司的AvaSpec-ULS3648-USB2光纖光譜儀進行(xíng)了測量。下圖1顯示了測得(de)的光譜随氯氣濃度的變化，檢測範圍為(wèi)10ppm至100ppm。

圖1：各種濃度的氯氣的透射光譜和(hé)峰值波長移動與氣體(tǐ)濃度的函數關系。[1]

LSPR的納米表征

LSPR光譜學是一種強大(dà)的表征工具，因為(wèi)它高(gāo)度依賴于顆粒或基底材料的納米結構。近，匈牙利的研究人(rén)員利用了LSPR吸收光譜的線寬高(gāo)度依賴于納米顆粒均勻性這一事實進行(xíng)了一項科學研究[2]。在他們的實驗中，研究人(rén)員用濺射法鍍了四種不同厚度的金納米顆粒膜，其估計的膜層厚度分别為(wèi)7.5 nm，12.5 nm，15 nm和(hé)30 nm。然後，他們使用Avantes公司的 Avaspec-ULS2048-4DT-USB2（四通(tōng)道(dào)高(gāo)分辨率光譜儀）和(hé)Avalight DHS氘-鹵素燈光源來(lái)測量四個(gè)樣品在空(kōng)氣（n = 1），水(shuǐ)（n = 1.33）和(hé)油（n = 1.616）中的吸收光譜。從圖2中可(kě)以清楚地看出膜層厚度與表面等離振子共振光譜的FWHM之間(jiān)的關系，表明(míng)随着膜層厚度的增加，納米顆粒尺寸的變化自由度更高(gāo)。

圖2：四種不同厚度的濺射法金納米顆粒膜的FWHM值與環境折射率的函數。[2]

總結

以上(shàng)示例隻是SPR和(hé)LSPR光譜許多(duō)應用中的兩個(gè)，它們被廣泛用于從生(shēng)物和(hé)化學傳感器(qì)到材料表征。此外，高(gāo)分辨率、低(dī)噪聲的模塊化光纖光譜儀的出現使新型SPR和(hé)LSPR傳感器(qì)從實驗室過渡到現場(chǎng)應用。Avantes公司的AvaSpec光纖光譜儀非常适合集成到OEM系統中，特别是那(nà)些(xiē)需要高(gāo)速、連續測量（例如生(shēng)物和(hé)化學危害品檢測）的系統。上(shàng)面討(tǎo)論的所有(yǒu)光譜儀還(hái)有(yǒu)OEM版本的模塊，可(kě)以集成到即插即用的實驗室傳感設備中，還(hái)可(kě)以作(zuò)為(wèi)現有(yǒu)實驗室設備的附加功能模塊。這些(xiē)單元可(kě)以通(tōng)過USB，以太網，以及Avantes AS7010 EVO電(diàn)路闆的本機數字和(hé)模拟輸入/輸出功能，可(kě)提供與其他設備的接口。此外，Avantes AvaSpec DLL軟件開(kāi)發包以及在Delphi，Visual Basic，C＃，C ++，LabView，MatLab和(hé)其他編程環境中的示例程序，使用人(rén)能夠在自己的應用程序中開(kāi)發代碼。

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