刘森波， 付 浩， 李小龙， 张 丹

(厦门大学 信息科学与技术学院， 福建 厦门 361000)



基于局域表面等离子体共振效应的聚合物波导传感器特性研究

刘森波， 付 浩， 李小龙， 张 丹*

(厦门大学 信息科学与技术学院， 福建 厦门 361000)

以SU-8光刻胶作为波导芯层材料，设计了基于金纳米粒子的局域表面等离子体共振(LSPR)波导传感器。根据Mie理论，建立了金纳米粒子的消光模型，理论分析了纳米粒子半径、待测物折射率等因素对局域表面等离子体共振曲线的影响。分析表明：当待测液体折射率增大时，LSPR共振峰的位置发生红移。随着金纳米粒子半径的逐渐增大，传感器灵敏度增加。共振吸收峰逐渐由单峰变为双峰，其中一个峰位于520 nm波长附近，主要由表面等离子体吸收造成；另一个峰随金纳米粒子半径的增大而逐渐红移，主要由表面等离子体散射造成。

聚合物波导传感器； 局域表面等离子体共振； 金纳米粒子

1 引 言

近年来，贵金属纳米粒子的局域表面等离子体共振效应(Localized surface plasmon sensor, LSPR)已成为一个快速发展的研究领域。基于该效应的光学传感器有着免标记、响应快速与精度高等优点，在生物、医学及环境等传感领域受到了人们的广泛关注[1-2]。2015年，韩国的Park等[3]采用金纳米棒作为传感介质、ATP受体片段作为绑定介质对ATP分子浓度进行了检测，其检测浓度最低可达10 pmol/L；中国的Chu等[4]采用金纳米球作为传感介质、谷胱甘肽(GSH)作为绑定介质对水中的铅离子进行了检测，可检测出浓度为47.6 nmol/L的铅离子。目前，关……