[发明专利]表面等离子共振测量装置和方法

权利要求书

1.一种表面等离子共振测量装置，包含：

一光照组合件，用以提供一含横磁(TM)模式成分的光束；

一光耦合单元，包含一金属薄膜表面，供所述光束入射激发产生表面等离子共振波；

一相对物体，与所述光耦合单元的金属薄膜表面相距一间隙，其宽度小于等于所述表面等离子共振波的穿透深度的2倍距离；

一光检测单元，检测所述光束于所述金属薄膜表面的反射光信号或穿透光信号，并将其转换为电气信号；和

一输出单元，将所述电气信号转换成输出信号，据以获得所述光耦合单元与所述相对物体间的几何数值。

2.如权利要求1所述的表面等离子共振测量装置，其特征在于所述几何数值是所述间隙的宽度。

3.如权利要求1所述的表面等离子共振测量装置，其特征在于所述几何数值是所述光耦合单元与所述相对物体的相对位移。

4.如权利要求1所述的表面等离子共振测量装置，其特征在于所述几何数值是所述光耦合单元与所述相对物体的相对位置。

5.如权利要求1所述的表面等离子共振测量装置，其特征在于所述几何数值是所述相对物体的表面平坦度。

6.如权利要求1所述的表面等离子共振测量装置，其特征在于所述间隙小于等于所述光束波长的二分之一。

7.如权利要求1所述的表面等离子共振测量装置，其特征在于所述光照组合件所产生所述光束的光源为激光、钨丝灯、汞灯、发光二极管或同步辐射光。

8.如权利要求1所述的表面等离子共振测量装置，其特征在于所述光束的波长为可见光、红外光或紫外光频段范围。

9.如权利要求1所述的表面等离子共振测量装置，其特征在于所述光照组合件提供含有TM模式成分的所述光束是利用光学镜组或极化偏极片调制而成。

10.如权利要求1所述的表面等离子共振测量装置，其特征在于所述光耦合单元是采用棱镜耦合方式、光栅耦合方式，或光波导耦合方式产生表面等离子共振效应。

11.如权利要求1所述的表面等离子共振测量装置，其特征在于所述金属薄膜的材料是单一层金、银或复合金属。

12.如权利要求1所述的表面等离子共振测量装置，其特征在于所述金属薄膜的材料是复数层金、银、或复合金属或复合材料的组成。

13.如权利要求1所述的表面等离子共振测量装置，其特征在于所述光检测单元是光感测二极管、光电倍增管、光放大二极管、CMOS传感器或CCD传感器。

14.如权利要求1所述的表面等离子共振测量装置，其特征在于所述输出单元是显示装置、存储装置或控制装置；且所述输出信号可经由对比数据模拟结果、查找实验数值对照表或图像数值分析方法，以获得所述几何数值。

15.如权利要求1所述的表面等离子共振测量装置，其特征在于所述相对物体的表面是单一介质材料或覆有材料层。

16.如权利要求1所述的表面等离子共振测量装置，其特征在于所述相对物体是一较大物体表面的一局部区域。

17.如权利要求1所述的表面等离子共振测量装置，其特征在于所述相对物体由透光、半透光或不透光材料所组成。

18.如权利要求1所述的表面等离子共振测量装置，其特征在于所述间隙的充填状态是真空、气态、液态或具弹性的固态介质。

19.如权利要求1所述的表面等离子共振测量装置，其特征在于所述间隙的充填状态是空气，水溶液、酒精溶液、树脂、粘合剂、胶状物，橡胶或微簧片。

20.如权利要求1所述的表面等离子共振测量装置，其特征在于利用表面等离子共振效应获得所述几何数值的方式是采用角度探测法、波长探测法、强度探测法、相位探测法，或以上方法的组合。

21.如权利要求10所述的表面等离子共振测量装置，其特征在于使用棱镜耦合方式的棱镜是直角棱镜、三角棱镜、半圆球棱镜或半圆柱棱镜。

22.如权利要求1所述的表面等离子共振测量装置，其特征在于所述光耦合单元由所述金属薄膜直接镀于棱镜、光栅、或光波导之上组成。