深入了解下等離子體表面共振的技術(shù)原理

　　等離子體表面共振是一種測量界面結(jié)構(gòu)的高靈敏度的光學(xué)反射技術(shù)。它已成為生物傳感，生物醫(yī)學(xué)，生物化學(xué)，生物制藥等領(lǐng)域的結(jié)合現(xiàn)象的標(biāo)準(zhǔn)測量技術(shù)。
 

　　等離子體表面共振的表面等離子體是一種存在電介質(zhì)常量相反的兩種介質(zhì)(如：金屬和絕緣體)界面的電荷密度震蕩行為。這種電荷密度波與金屬絕緣體界面處存在的邊界TM極化電磁波有關(guān)。這種波的電場在界面處較大并舜逝在兩種介質(zhì)中。任何折射率的變化或結(jié)合事件都會帶來SPR共振的變化。
 

　　等離子體表面共振的表面等離子體的激發(fā)需要特殊的幾何結(jié)構(gòu)。實(shí)驗(yàn)證明，簡單的反射實(shí)驗(yàn)無法激發(fā)表面等離子體。SPR共振的等離子體激發(fā)的必要條件是光的波矢kx 的投影與某個(gè)等離子體匹配。光在空氣中的色散關(guān)系w(k)與相應(yīng)的等離子體曲線互不相交。因此，金屬-空氣界面的的光反射不會導(dǎo)致等離子體的激發(fā)。一種技術(shù)可實(shí)現(xiàn)這種結(jié)構(gòu)。如果光入射到折射率被空氣高的介質(zhì)中，直線的斜率就會下降，與等離子體色散的交叉就有可能發(fā)生。這就利用了所謂的Kretschmannn 結(jié)構(gòu)。ATR 配置中使用棱鏡實(shí)現(xiàn)角分辨功能是較為常見的設(shè)置。金屬層位于棱鏡的底部，反射強(qiáng)度測量時(shí)就可看出它是入射角Q的函數(shù)。角掃描以與波長改變相似的方式改變波矢kx 在棱鏡基礎(chǔ)上的投影。正是這種原因，人們誤解的SPR 是：即使單波長激光入射到樣品上也可使用SPR。