[实用新型]一种利用数字微镜阵列的表面等离子体共振传感器

说明书

本实用新型涉及一种利用数字微镜阵列阵列的表面等离子体共振传感器，包括转台、第一反射棱镜、第二反射棱镜、金属片、聚焦透镜、光电转换器和数字微镜阵列。该实用新型利用双棱镜结构使得出射光线和入射光线始终平行，这样只需以成像面中心为轴转动棱镜即可改变入射光同金属片之间的角度，由于棱镜固定于转台上，转动可以通过步进电机一贯顺/逆时针运转实现，消除了步进电机往复运动回程差造成的角度漂移问题，另外，利用数字微镜阵列通过逐次记录子区块光强再组合成像的好处在于：记录光强的光电转换器的光敏区面积较大，其灵敏度高于CCD或CMOS上单像素的灵敏度，而实际在这一类传感器中人们真正希望的是逐点记录光强信息而非真正意义上的“成像”。

技术领域

本实用新型涉及传感器技术领域，尤其涉及一种利用数字微镜阵列的表面等离子体共振传感器。

背景技术

传统的表面等离子体共振传感器的检测原理是通过入射光照射棱镜并经过棱镜上附着样品的金片内全反射，然后再次经棱镜折射形成出射光，最终由CCD接收端或者CMOS端接收出射光实现数据呈现。由于表面等离子体传感器传感特性，需要根据待探测物质折射率的不同来改变入射光的角度，传统检测方案大多是通过机械结构直接改变入射光的射入角度，并同时通过机械结构寻找合适的接收端位置来采集出射光，其弊端在于机械结构复杂，需要同时改变入射光光源和接受端两个器件的位置，在寻找角度的时候步进电机驱动的机械结构需要往复运动，容易因步进电机固有的回程差导致角度控制不精准，另外，商用CCD或者CMOS接收端大多为精细成像需求所设计，其像素数量大（通常在几十万到几千万），传感面积小，在弱光下灵敏度偏低，然而实际上该类传感器所希望探测的生物样品面积较大，其所造成光波前强度改变的面积远大于CCD或CMOS的单位像素面积，人们真正希望的是较大区块地逐块记录出射光波前的光强信息，总的像素数量并不是很大（通常在几十到几百），并非真正意义上的“成像”。

实用新型内容

针对上述现有技术的现状，本实用新型提供一种利用数字微镜阵列的表面等离子体共振传感器以解决背景技术中提出的问题。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：

一种利用数字微镜阵列的表面等离子体共振传感器，包括转台、第一棱镜、第二棱镜、金属片、聚焦透镜、光电转换器和数字微镜阵列，所述的第一棱镜、第二棱镜和金属片固定安装在所述的转台上，且所述的金属片附着在第一棱镜的反射面上，金属片所在的平面垂直转台的转动平面，并且金属片上传感面的中心和所述的转台的转动中心重合并以此为圆心可随着转台转动，所述的第二棱镜以所述的转台的转动中心为圆心设置在所述的转台边缘，所述的数字微镜阵列和光电转换器相对设置在所述的转台外围两侧，且所述的光电转换器和转台之间设置有聚焦透镜，所述的数字微镜阵列调制入射光并折射，使得光波依次经过所述的第一棱镜、第二棱镜、聚焦透镜，最终进入光电转换器使得光强信息转化为电信号并以数据呈现，且所述的数字微镜阵列与所述的第一棱镜之间形成的光路与所述的第二棱镜与聚焦透镜之间形成的光路始终保持平行。

进一步的，所述的第一棱镜和第二棱镜可以是三棱镜或者平凸柱面镜, 且平凸柱面镜更容易实现光路，非常方便。在不妨碍光线路径的前提下两个棱镜之间也可以紧密相连或者熔为一体。

进一步的，所述的金属片和第一棱镜之间设置有匹配油。通过在金片和第一棱镜之间填充匹配油，匹配油的折射率接近棱镜以消除金片所在透明薄片和第一棱镜间隙之间存在的空气造成光路的误差。

进一步的，所述的金属片由纳米级别厚度的金或者银等贵金属镀膜于透明薄片制成，厚度为20~100纳米。其表面附着功能化的生化分子，用来捕捉特定类型的待测生化分子，金属表面可以为平整结构也可以刻蚀有一些特定结构。

进一步的，所述的转台可顺时针或者逆时针转动15~30度。通过旋转调节转台使得入射光以精准的角度照射到需检测的样品从而于反射光中得出一定的强弱光信号，并由光电转换器采集转换成电信号。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：