專利名稱：多光束表面等離子共振光譜儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種可以確定金屬界面上吸附介質(zhì)的薄膜厚度以及該介質(zhì)的折射率的裝置，具體地說(shuō)是一種多光束表面等離子共振光譜儀。本實(shí)用新型可以廣泛應(yīng)用于薄膜制作、薄膜厚度以及折射率在線監(jiān)控、化學(xué)吸附、判斷生物體(包括細(xì)胞、DNA、抗體等)多層吸附和生物體間相互作用等領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
研究化學(xué)催化的人都知道，催化的中間過(guò)程是最難確定的包括是否有中間產(chǎn)物產(chǎn)生，產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)、產(chǎn)生某種中間產(chǎn)物所需的條件和時(shí)間、以及如何控制中間產(chǎn)物的產(chǎn)生。因此就需要一種儀器可以在線監(jiān)測(cè)中間產(chǎn)物的全部過(guò)程。中國(guó)實(shí)用新型專利，專利號(hào)“03210655.6”發(fā)明名稱為“測(cè)量化學(xué)金屬催化機(jī)理的裝置”，只解決了催化過(guò)程中的吸附和脫附問(wèn)題也就是原料經(jīng)催化達(dá)到最終產(chǎn)物的問(wèn)題。而對(duì)中間有幾個(gè)中間物產(chǎn)生或是吸附物的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化都不能觀測(cè)。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種可以同時(shí)確定金屬表面吸附薄膜的厚度和折射率的多光束表面等離子共振光譜儀，以克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷。
本實(shí)用新型是這樣構(gòu)思的單束激光時(shí)，被催化物質(zhì)的介電常數(shù)是被假定為一個(gè)常數(shù)。由于產(chǎn)物通常是知道的，所以只要根據(jù)反應(yīng)的條件查閱化學(xué)手冊(cè)即可確定其介電常數(shù)。從而根據(jù)表面等離子共振光譜儀計(jì)算公式就能確定吸附層厚度的變化并由此了解催化的過(guò)程(吸附或脫附)。但要了解中間過(guò)程就不那么簡(jiǎn)單了。因?yàn)橐粋€(gè)催化反應(yīng)可能伴隨著諸多中間產(chǎn)物的誕生，有的只是在催化劑表面發(fā)生鍵的變化而沒(méi)有脫附產(chǎn)生。此時(shí)就需要對(duì)中間物的介電常數(shù)進(jìn)行測(cè)量。由于薄厚和介電常數(shù)不能同時(shí)確定，通過(guò)引入雙光束或多光束，就可以按入射光波長(zhǎng)的不同做出兩條或多條二元曲線。然后從每一條曲線得出的薄膜厚度和介電常數(shù)的數(shù)據(jù)做以薄膜厚度和介電常數(shù)為軸的曲線圖，從而發(fā)現(xiàn)不同波長(zhǎng)的曲線其斜率不同。由于這些曲線會(huì)有一個(gè)交匯點(diǎn)，用數(shù)學(xué)方法解出此點(diǎn)就可以同時(shí)確定薄膜厚度和介電常數(shù)。
本實(shí)用新型解決技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案如下一種多光束表面等離子共振光譜儀，包括上表面鍍有金屬薄膜的基片、光學(xué)棱鏡、激光發(fā)生器、信號(hào)接收器和計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)，所述信號(hào)接收器與計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)相連，光學(xué)棱鏡面設(shè)置在基片的下表面，激光發(fā)生器和信號(hào)接收器分別設(shè)置在光學(xué)棱鏡兩側(cè)，被測(cè)樣品設(shè)置在所述基片上，所述激光發(fā)生器為多束激光發(fā)生器，其包括兩個(gè)激光器、入射光纖、光纖耦合器和出射光纖，兩個(gè)激光器的輸出端分別通過(guò)入射光纖與光纖耦合器輸入端相連，耦合器的輸出端與出射光纖相連，其中一個(gè)激光器提供高脈沖激光。
當(dāng)然也可以采用并列設(shè)置的兩個(gè)分別發(fā)出不同波長(zhǎng)光波的激光器來(lái)提供兩束不同波長(zhǎng)激光。
由以上公開(kāi)的技術(shù)方案可知，本實(shí)用新型通過(guò)在表面等離子共振光譜儀/顯微鏡的基礎(chǔ)上引入雙激光束(不同波長(zhǎng))或多光束，從而達(dá)到同時(shí)確定吸附層的厚度和吸附層折射率的變化的目的。由于折射率的變化是由與吸附介質(zhì)的介電常數(shù)發(fā)生改變?cè)斐傻摹Ｒ虼藚⒈炔煌镔|(zhì)的介電常數(shù)，就可以確定這一中間產(chǎn)物是什么物質(zhì)。雙光束或多光束中有一束仍然是高脈沖激光，因?yàn)樗梢愿嬖V我們中間過(guò)程是什么時(shí)候發(fā)生的，與此同時(shí)檢查當(dāng)時(shí)的實(shí)驗(yàn)條件便可確定要想得到該中間產(chǎn)物所需的條件。


圖1是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型激光發(fā)生器結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖進(jìn)一步說(shuō)明本實(shí)用新型。
參見(jiàn)圖1和圖2，本實(shí)用新型多光束表面等離子共振光譜儀，包括上表面鍍有金屬薄膜6的基片1、光學(xué)棱鏡2、激光發(fā)生器3、信號(hào)接收器4和計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)5，所述信號(hào)接收器4與計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)5相連，光學(xué)棱鏡面2設(shè)置在基片1的下表面，激光發(fā)生器3和信號(hào)接收器4分別設(shè)置在光學(xué)棱鏡5兩側(cè)，被測(cè)樣品7設(shè)置在所述基片1上，所述激光發(fā)生器3為多束激光發(fā)生器，其包括兩個(gè)激光器301和302、入射光纖303、光纖耦合器304和出射光纖305，兩個(gè)激光器301、302的輸出端分別通過(guò)入射光纖303與光纖耦合器304輸入端相連，耦合器304的輸出端與出射光纖305相連，其中一個(gè)激光器301提供高脈沖激光。
所述金屬薄膜的厚度為50nm。載波片為K7玻璃，金屬薄膜的上表面吸附有被測(cè)樣品薄膜。
本實(shí)用新型光譜儀還可以包括波長(zhǎng)選擇裝置，其與信號(hào)接收器相連，從而可以濾掉不需要的波長(zhǎng)。
權(quán)利要求1.一種多光束表面等離子共振光譜儀，包括上表面鍍有金屬薄膜的基片、光學(xué)棱鏡、激光發(fā)生器、信號(hào)接收器和計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)，所述信號(hào)接收器與計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)相連，光學(xué)棱鏡面設(shè)置在基片的下表面，激光發(fā)生器和信號(hào)接收器分別設(shè)置在光學(xué)棱鏡兩側(cè)，被測(cè)樣品設(shè)置在所述基片上，其特征在于，所述激光發(fā)生器為多束激光發(fā)生器，其包括兩個(gè)激光器、入射光纖、光纖耦合器和出射光纖，兩個(gè)激光器的輸出端分別通過(guò)入射光纖與光纖耦合器輸入端相連，耦合器的輸出端與出射光纖相連，其中一個(gè)激光器提供高脈沖激光。
2.一種多光束表面等離子共振光譜儀，包括載波片、光學(xué)棱鏡、激光發(fā)生器、信號(hào)接收器和計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)，所述信號(hào)接收器與計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)相連，光學(xué)棱鏡面設(shè)置在載波片的下表面，激光發(fā)生器和信號(hào)接收器分別設(shè)置在光學(xué)棱鏡兩側(cè)，所述載波片的上表面鍍有金屬薄膜，其特征在于，所述激光發(fā)生器為多束激光發(fā)生器，其包括并列設(shè)置的兩個(gè)分別發(fā)出不同波長(zhǎng)光波的激光器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多光束表面等離子共振光譜儀，其特征在于，所述金屬薄膜的厚度為40～50nm。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多光束表面等離子共振光譜儀，其特征在于，還包括波長(zhǎng)選擇裝置，其與信號(hào)接收器相連。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種多光束表面等離子共振光譜儀包括上表面鍍有金屬薄膜的基片、光學(xué)棱鏡、激光發(fā)生器、信號(hào)接收器和計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)，所述激光發(fā)生器為多束激光發(fā)生器，其包括兩個(gè)激光器、入射光纖、光纖耦合器和出射光纖，兩個(gè)激光器的輸出端分別通過(guò)入射光纖與光纖耦合器輸入端相連，耦合器的輸出端與出射光纖相連，其中一個(gè)激光器提供高脈沖激光。本實(shí)用新型可以同時(shí)確定金屬表面吸附薄膜的厚度和折射率。廣泛應(yīng)用于薄膜制作、薄膜厚度以及折射率在線監(jiān)控、化學(xué)吸附、判斷生物體(包括細(xì)胞、DNA、抗體等)多層吸附和生物體間相互作用等領(lǐng)域。
文檔編號(hào)G01N21/41GK2847217SQ200520047270
公開(kāi)日2006年12月13日 申請(qǐng)日期2005年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月7日
發(fā)明者董亞明 申請(qǐng)人:上海師范大學(xué)