光纤倏逝波及其应用.ppt
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1、光纤倏逝波及其应用,福州大学物理与信息工程学院 黄衍堂,倏逝波的概念,光在边界上满足斯涅耳(Snells law)定律:,对于,斯涅耳定律表明,,,,是一个折射虚角。 根据电磁场理论中的边界条件, 电场强度,沿两介质分界面的切向分量必须连续, 在介质2中必然存在电磁场.,介质分界面的波矢,若在xoz平面内传播,折射波的电场的复数表示:,上式表示在发生全反射时, 折射波在沿界面的Z 方向仍具有行波的形式, 在垂直界面的x方向则按指数衰减,在媒质2中,沿x方向在波长的数量级内振幅显著的减少,与Y方向的行波综合考虑,这种波只存在于第2媒质的表面层,它的等位相面与分界面垂直,等振幅面与分界面平行,这是
2、一种非均匀波,非辐射波,被称之为倏逝波 .,穿透深度 :,由于倏逝波的振幅以指数衰减,在离界面几个波长处已经变得十分微弱,所以倏逝波效应常常被忽略。 但自从1975年Kronick 和 Little第一次利用倏逝波进行一项荧光免疫检定以来,倏逝波荧光传感器已经历了30年的发展。,光纤的倏逝波,近年来,将光纤融熔拉制成锥光纤后,倏逝波占导波光的比例大大增加,激发了人们对光纤倏逝波研究的兴趣。 当光纤经融熔拉制成锥光纤时,锥腰很细,其典型大小为零点几到几个微米。此时原纤芯已不存在,其中传输的模是属于以空气为包层的细纤的模。由于锥腰很细,已与光波长同一数量级,倏逝波场有很大部分的能量透入到介质2(包
3、层)中。光纤外、内传输的能量比例达到5070%甚至更高,这是锥光纤倏逝波将得以大显身手的重要原因。,光纤的倏逝波,光纤倏逝波的应用,、光纤倏逝波生物、化学传感器 光纤倏逝波生物传感器以生物分子作为敏感元件进行检测的一类新兴传感器. 光纤倏逝波生物传感器原理:在光纤表面上加上生物识别分子(如羊抗人免疫球蛋白(IgG))置入检测环境,当倏逝波穿过受反应后的生物识别分子时,或产生荧光信号,或导致倏逝波与光纤内传播光线的强度、相位或频率的改变,测量这些变化,即可获得生物识别分子上变化的信息。从而检测通过特异性反应附着于纤芯表面倏逝波场范围内的生物物质的属性及含量。,光纤倏逝波生物传感器具有如下优点:
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- 光纤 波及 应用
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