[发明专利]表面等离子体共振感测仪

说明书

技术领域

本发明涉及一种表面等离子体共振感测仪，尤指一种携带方便，且其 光纤感测单元的表面等离子体共振波长是位于单模光纤或多模光纤的传 输波段内的表面等离子体共振感测仪。

背景技术

对于医疗检测或环境检测的应用而言，迅速且精确地检测出生物分子 的种类及浓度是非常重要的。尤其在环境毒害的场合中，处理人员必须先 检测出灾害现场的有害物质的种类及浓度，他们才能依据检测结果决定后 续相关的处理程序，以减低处理的风险。所以，分析仪器的精确度、灵敏 度、操作流程的简易度及可携带性均非常重要。

目前，业界已使用一种利用表面等离子体共振效应(Surface Plasmon Resonance Effect)原理进行检测的表面等离子体共振感测仪检测微量的 生物分子的种类及浓度。此种表面等离子体共振效应感测仪具有：1.感测 所需时间短；2.不需事先对待测物进行标记(1able-free)；3.所需样品量 少；4.可在线实时感测待测物与其配位体(ligand)间的交互作用；及5. 感测灵敏度高等优点。

图1是公知的表面等离子体共振感测仪的示意图，其包含入射光源 11、入射光处理单元12、棱镜13、金属层14、光传感器15、待测物承载 单元16及光谱仪17。其中，入射光源11是为激光二极管，而入射光处理 单元12则包含光束扩大器121、偏光镜122、分光镜123及聚焦镜124。 所以，当入射光源11所产生光线经过入射光处理单元12之后，其便具有 特定的频率、模态及极化方向，以供检测之用。此外，金属层14是位于 棱镜13的背面并是应用蒸镀或溅镀的方式将金或银颗粒沉积于棱镜13表 面而成。当进行检测时，入射光源11产生的光线先通过入射光处理单元 12，再入射棱镜13的第一侧面131。此光线接着被金属层14反射，而从 棱镜13的第二侧面132射出，再进入光传感器15。最后，光传感器15 将其所接收的光信号对应转换为一电信号并将其提供给光谱仪17以分析 其光谱分布的变化。

但是，由于此种表面等离子体共振感测仪的体积庞大，且其各元件之 间的相对位置必须精确地维持，否则从其入射光处理单元所出射的光便无 法正确地被位于其棱镜背面的金属层反射，便无法顺利到达其光传感器。 因此，此种表面等离子体共振感测仪对于振动的容忍度极低且容易因意外 碰撞而损坏，其并不适合让灾害处理人员随身携带至灾害现场。

除此之外，由于目前所使用的表面等离子体共振感测仪的光纤感测单 元的表面等离子体共振波长与单模光纤或多模光纤的传输波段仍有不小 的差距，以致光纤感测单元所产生的表面等离子体共振信号无法有效地在 与光纤感测单元连接的单模光纤(或多模光纤)中传递，导致信号损耗的发 生，进而降低公知的表面等离子体共振感测仪的检测效率及准确度。

因此，业界极需一种携带方便，且其光纤感测单元的表面等离子体共 振波长是位于单模光纤或多模光纤的传输波段内的表面等离子体共振感 测仪，以使灾害处理人员可以随身携带并在灾害现场迅速且精确地进行检 测，且具有较高的检测效率及准确度。

发明内容

本发明的目的是公开一种表面等离子体共振感测仪，其携带方便、操 作简单迅速、检测效率及准确度较高，且其光纤感测单元的表面等离子体 共振波长是位于单模光纤或多模光纤的传输波段内。

为达成上述目的，本发明的技术解决方案是：

一种表面等离子体共振感测仪，是包括：一光源单元，是用以提供一 光源；一具有一凹槽、一披覆层、一核心层、一第一金属层及多数层介电 薄膜层的光纤感测单元，且此披覆层将此核心层包围于其中，此光源并通 过此光纤感测单元而产生一光信号；一光传感器，是用以感测通过此光纤 感测单元的此光信号并对应转换为一电信号；多条光纤，是分别连接此光 源单元、此光纤感测单元及此光传感器；以及一连接此光传感器的运算显 示单元，此运算显示单元接受来自此光传感器的此电信号并显示运算所得 的结果。其中，此第一金属层是位于此凹槽之上，该等介电薄膜层则形成 于此第一金属层之上。