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  • 學位論文

結合多次衰減全反射及外差干涉術的新型生化感測器之研究

Reflective Type New Biosensor Based on Multiple Attenuated-Total Internal Reflections in Heterodyne Interferometry

指導教授 : 王信福
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摘要


在本文中,吾人結合多次衰減全反射原理及共光程外差干涉術來研製一種新型生化感測器,此感測器是一個反射式長條稜鏡,其較短的側邊鍍上兩層的金屬膜(鈦膜:2nm及金膜:45.5nm厚度),另一長側邊則無鍍上任何金屬。當不同波長之紅光及綠光(R、G)的外差光源打入置於旋轉平台上之反射式長條稜鏡內部,在內部產生多次衰減全反射,假若旋轉平台上之反射式長條稜鏡加入不同濃度待測液體時,其待測光的S與P偏振光之相位差會有顯著地改變,並經由檢偏板及鎖相放大器可量得此相位差變化,經由數學相關公式及電腦運算,可得知利用不同波長紅光、綠光及藍光(R、G、B)的外差光源對應出不同折射率的變化值。此新型生化感測器具有高解析度、高靈敏度、高穩定度、可避免環境干擾的影響與即時量測等等之優點,此新型生化感測器之採用紅光He-Ne雷射的解析度可達到1.155×10-6單位折射率(RIU),對於壓力、溫度、溼度、濃度或折射率的量測及分析而言,是一相當有用的工具,吾人相信其對於將來的生化、生醫及生物科技等研究發展方向上會有良好的貢獻。

並列摘要


In the paper, a new biosensor based on multiple attenuated total reflections in heterodyne interferometry is presented. The biosensor is made of reflective elongated prism, which shorter side surface is coated with 2-nm Ti film and 45.5-nm Au film, but the other side surface is not coated with any metal film. As a heterodyne light is passed through the reflective elongated prim, it will induce the phase shift difference between the S- and P-polarization lights due to the attenuated total reflections (ATRs) effect. Substituting the phase shift difference into Fresnel’s equations, the related parameters of the tested medium can be calculated. The resolution of the sensor can reach 1.155×10-6 refractive index unit (RIU). The sensor has some merits, such as, small volume, high resolution, high sensitivity, and stability etc.

參考文獻


1. 王信福,”D型光纖生化感測器”國立中央大學光電科學 研究所博士論文,(2005)
2. 邱銘宏﹐“共光程外差干涉儀的原理與其應用之研究"國立交通大學光電工程研究所博士論文﹐(1997).
3. 張繼生,「利用多次內部全反射原理及外差干涉術之光纖生化感測器」,清雲科技大學電子工程研究所,碩士論文,民國九十六年十月。
4. 游欣達,「新型光電生化感測器之應用研究」,清雲科技大學電子工程研究所,碩士論文,民國九十七年七月。
5. Cheng-Lung Hsu, Shinn-Fwu Wang*, Wayne Yang, Rih-Huei Yeh, Chin-Hsiang Hsieh, “Study on the Response of a Broadband Light Source for an Optical Fiber Sensor Based on the Surface Plasmon Resonance Theory”, OPT'08, Taipei International Convention Center (TICC) (Dec. 5-6, 2008).

延伸閱讀