表面等离激元共振SurfacePlasmonResonance三级物理实验内容简介实验目的实验简介实验原理实验仪器实验步骤实验内容数据记录与处理实验目的1、了解全反射中倏逝波的概念2、观察表面等离激元共振现象,研究其共振角随折射率的变化3、进一步熟悉和了解分光计的调节和使用4、了解和掌握共振角测量的方法,以及折射率的计算原理和方法SPR发展简介1、1902年Wood就在光学实验中首次发现了表面等离子体共振现象2、1941年Fano根据金属和空气界面上电磁波的激发解释了这一SPR现象,随后提出体积等离子体子的概念,认为这是金属中体积电子密度的一种纵向波动。Ritchie注意到当高能电子通过金属薄片时,不仅在体积等离子体子频率处有能量损失峰,在更低频率处也有能量损失峰,并认为这与金属薄膜的界面有关。3、1959年Powell和Swan通过实验验证了Ritchie理论4、1960年Stern和Farrell研究了产生共振的条件并首次提出了表面等离子体子(SP)的概念5、1971年Kretschmann为SPR传感器结构技术奠定了基础6、1983年Liedburg将SPR用于IgG与其抗原的反应测定7、1987年Knoll等人开始了SPR成像的研究8、1990年BiocareAB公司开发出首台商品化SPR仪器基本概念表面等离激元共振是一种能够适合探测金属表面的分子相互作用的量子光电现象理论上,一个表面全内部反射的光诱发从表面延伸的消散波,平行于正常的波。这个消散场是由于光的波性质和强度随着表面距离增加而呈指数递增。在波导/金属表面相交处,从波导延伸的消散场能够以具体的入射角耦合到电磁表面波,这个角称为表面等离子体共振(SPR)角当入射光从折射率为n1的光密介质照射到折射率为n2的光疏介质发生全反射时,在2种介质的交界面处将同时发生折射和反射,当入射角θ大于临界角θc时,将发生全反射,在全内反射(TotalInternalReflected,TIR)条件下,入射光的能量没有损失,但光的电场强度在界面处并不立即减小为零,而会渗入光疏介质中产生消失波,光波并不是绝对地在界面上被全反射回光密介质,而是渗入光疏介质大约一个波长的深度,并沿着界面流过波长量级距离重新返回光密介质,沿着反射光方向射出。这个沿着光疏介质表面流动的波称为倏逝波金属板中电子气的位移(上)金属离子(+)位于“电子海洋”中(灰色背景),(下)电子集体向右移动金属表面等离子波把金属的价电子看成是均匀正电荷背景下运动的电子气体,这实际上是一种等离子体。由于其电子系统集体振荡形成了等离子波。倏逝波(...