表面等离子体激元共振实验报告

是棱镜的折射率, 是入射光角度。
三、实验数据
SPPs是由金属/电介质介面的处于谐振的电子与光能的耦合产生的。只有用p-极化光波激发才能产生（也就是光的电场矢量平行于入射光的平面），并且传播矢量或是波矢量ksp，位于金属表面的平面。SPPs振幅在金属/电介质介面是最大的，随着远离界面的距离成指数衰减。这主要是因为与在金/空气界面的表面等离子体激元形成有关的电场,，随着远离金膜表面而指数衰减。这个电场随着远离金膜表面而呈指数衰减，当在164nm处达到1/e，这给出一个表面等离子体激元可探测的大体范围。许多的表面光谱技术利用了这种增强，包括拉曼，荧光和二次谐振的发生。
表面等离子体激元在金属/电介质介面的分布关系如下所示：
其中， 是光的频率，c是光速， 光子的波矢量， 和 分别是金属和电介质（通常是空气和水）的介电常数。SPPs在金/空气界面的分布关系如下图中实线所示，由方程（1）计算所得。
在全反射( Total internal reflection)的情况下电场在金属与棱镜表面并不立即消失，而是向金属介质中传输振幅呈指数衰减的消失波（Evanescent light wave）。该消失波可以与金属薄膜内的自由电子作用，形成表面等离子体ຫໍສະໝຸດ Baidu元。消失波的平行矢量表达如下：
SPPs是光子和等离子体激元耦合的表面电磁波，沿着金属/电介质表面传播，可以用来提高各种光谱测量的灵敏度（单或双光子表面荧光，拉曼散射，SHG）。与SPP有关的光区强度在离金属界面200nm范围内成指数衰减。通过SPPs最简单的形式，SPR反射率可以用来测定金属表面吸附的薄膜的折射率和厚度。椭圆偏振是另外一种可以用来测量薄膜的折射率和厚度的表面技术，但是在超薄膜（<40nm,视基体而定）的测量中它的灵敏度不如SPR。
表面等离子体激元共振仪
一、实验目的
1.掌握表面等离子体激元共振仪的原理和使用方法；
2.了解表明等离子体激元共振仪在生物传感器方面的应用；
3.掌握使用仪器测量生物样品的方法。
二、实验原理
表面等离子体激元共振是一种非常灵敏的表面光谱技术，它是利用金属/电介质界面产生表面等离子体激元极化( Surface plasmon polaritons, SPPs) 时金属（Au, Ag, Cu, Al）表面的光区加强效用。