● 摘要
作为束缚在特定界面的电磁波传播方式,光表面波在传播特性等方面与传统的空间光束有着很大的不同。由于其在界面附近的显著的场增强等效应,光表面波具有对表面附近物质的光学特性非常敏感的特点。随着生物科学、信息科学、表面化学和微纳加工技术等的发展,以表面等离子体共振传感技术为代表的表面波光学检测技术作为新型免标记、实时、高灵敏度检测技术在过去几十年间得到了飞速发展。其在生物分子动力学研究、药物开发、疾病诊断、环境监测、食品安全等领域的应用需求也日益显著。相关传感技术的研究目前已经涵盖了从光表面波物理效应、光学检测方法、生物光学芯片、化学表面处理到生物分子作用分析等不同方面和层次的众多的多学科交叉研究方向。
本论文围绕表面波的光学效应以及基于光表面波的高精度传感等方面的应用进行了大量理论和实验研究。主要围绕表面增强拉曼、微流控芯片技术以及基于SERS的无线传感网络等应用进行了研究,取得了一定研究成果。论文主要分以下几个部分:
首先根据表面增强拉曼散射实验原理提出了实验方案,利用AutoCAD软件设计了不同模式的埋入光纤式微流控芯片结构,并搭建实验平台,进行相关试验,对实验结果进行分析比对。根据未来发展趋势,利用solidworks与sketchup等建模软件设计了集成化、小型化、便携式的检测装置方案,部分方案已经加工成实物
另外根据SERS发展应用趋势,为达到更好的检测目的,将其与无线传感网络技术相结合,以SERS生物检测传感器为基本节点,构成新的无线传感网络,深入剖析了节点定位算法的误差产生的来源,并利用matlab软件进行了仿真验证。
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