[发明专利]表面等离子体共振系统及其检测方法

权利要求书

1.一种表面等离子体共振系统，其特征在于，所述系统包括：

线光源；

起偏器，用于从所述线光源中获取偏振光；

光调制器，用于改变所述偏振光空间上相位分布，使之成为调制偏振光；

分束器，用于将所述调制偏振光分为探测光和参考光；

会聚元件，用于使所述探测光会聚成一点；

设有样品池的棱镜，用于接收所述探测光，使其会聚点位于传感膜；

第一检偏器，其偏振方向与所述起偏器的偏振方向垂直，并与所述光调制器配合对所述探测光进行周期性调制；

色散元件，用于分解所述探测光，使之形成光谱；

面阵探测器，用于记录所述光谱的强度，以形成入射角度和光谱波长同时分辨的探测图像；

第二检偏器，其偏振方向与所述起偏器的偏振方向垂直，并与所述光调制器配合对所述参考光进行周期性调制；

光电探测器，用于将所述参考光转换为参考电信号；以及

计算机，用于采集分析所述探测图像和参考电信号，并控制所述光调制器。

2.如权利要求1所述的表面等离子体共振系统，其特征在于，所述线光源为准直线光源，所述会聚元件为第一柱面镜；所述计算机输出正弦或余弦空间光调制信号至所述光调制器。

3.如权利要求1或2所述的表面等离子体共振系统，其特征在于，所述棱镜与第一检偏器之间设将所述探测光缩至与面阵探测器相适应大小的缩束装置。

4.如权利要求3所述的表面等离子体共振系统，其特征在于，所述缩束装置由沿光轴依次设置的第二柱面镜、第三柱面镜及准直透镜构成。

5.如权利要求1或2所述的表面等离子体共振系统，其特征在于，所述色散元件为色散棱镜或光栅，经所述第一检偏器出射的探测光平行于所述色散棱镜的底面。

6.如权利要求2所述的表面等离子体共振系统，其特征在于，所述计算机使空间光调制信号经由数据采集卡输出至所述光调制器，并由所述数据采集卡对所述参考电信号进行采集。

7.如权利要求1或2所述的表面等离子体共振系统，其特征在于，所述调制偏振光经所述分束器部分反射形成所述参考光，所述调制偏振光经所述分束器部分透射形成所述探测光。

8.一种采用如权利要求1所述的表面等离子体共振系统进行检测的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

点亮所述线光源，将第一探测样品注入所述样品池，由所述面阵探测器在所述调制偏振光一个调制周期内以等时间间隔或者不等时间间隔的方式，获取一系列入射角度和光谱波长同时分辨的第一探测图像；

将第二探测样品注入所述样品池，使其与所述第一探测样品反应，由所述面阵探测器在所述调制偏振光一个调制周期内，以等时间间隔或者不等时间间隔的方式获取一系列入射角度和光谱波长同时分辨的第二探测图像；

在所述第一探测图像和第二探测图像中寻找产生SPR现象最佳的像素，以此推算出所述第一探测样品或第二探测样品的折射率变化量Δn′，从而获知所述第一探测样品与第二探测样品之间的相互作用。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述在所述第一探测图像和第二探测图像中寻找产生SPR现象最佳的像素的步骤具体为：

提取所述第一探测图像各像素所对应探测光的相位，并与所述参考光的相位比较，计算出所述第一探测图像各像素所对应探测光的相位与所述参考光的相位的差，将此相位差记为所述第一探测样品与第二探测样品反应前的初始相位；

提取所述第二探测图像各像素所对应探测光的相位，并与所述参考光的相位比较，计算出所述第二探测图像各像素所对应探测光的相位与所述参考光的相位的差，将此相位差记为所述第一探测样品与第二探测样品反应后的变化相位；

计算出所述第一探测图像和第二探测图像中相应像素的初始相位与变化相位的差，将此相位差记为所述第一探测样品与第二探测样品反应前后的作用相位，选取所述作用相位绝对值最大所对应的像素，此即所述第一探测图像和第二探测图像中产生SPR现象最佳的像素。

10.如权利要求8或9所述的方法，其特征在于，由不同入射角和波长下SPR相位曲线推算出所述第一探测样品或第二探测样品的折射率变化量Δn′。