Аналитическое описание спектральных характеристик сенсора коэффициента преломления на основе отражательного интерферометра
Госзадание ИАиЭ СО РАН, 121030500067-5
Терентьев В.С.
1, Симонов В.А.
11Институт автоматики и электрометрии Сибирского отделения РАН, Новосибирск, Россия
Email: terentyev@iae.nsk.su
Поступила в редакцию: 19 февраля 2021 г.
В окончательной редакции: 1 апреля 2021 г.
Принята к печати: 5 апреля 2021 г.
Выставление онлайн: 26 мая 2021 г.
Впервые представлены аналитические формулы, описывающие спектральные характеристики сенсора на основе отражательного интерферометра для наклонного падения света в оптической схеме Кречмана. Данный сенсор предназначен для измерения коэффициента преломления аналитической среды (жидкости, газа) за счет эффекта полного внутреннего отражения в структуре на основе металло-диэлектрического многослойного покрытия. Определены параметры тонкой металлической пленки, входящей в состав структуры, необходимые для оптимизации спектрального профиля сенсора, который представляет собой спектральные максимумы с варьируемой шириной. В качестве диэлектрического покрытия использованы четвертьволновые слои для наклонного падения света. Приведены аналитические зависимости характеристик сенсора от поляризации: разрешающая способность, чувствительность и контраст, а также параметр качества. Теоретически параметр качества сенсора может иметь бесконечно высокие значения для обеих поляризаций, однако практически он ограничивается потерями в слоях структуры. Показано, что выгоднее использовать S-поляризацию за счет большей добротности резонатора в структуре сенсора при том же числе диэлектрических слоев. Предложен метод изготовления структуры сенсора с оптическим контролем в процессе вакуумного напыления. Ключевые слова: отражательный интерферометр, полное внутреннее отражение, сенсор показателя преломления, инвертированный поверхностный плазмонный резонанс.
- Homola J. Surface Plasmon Resonance Based Sensors, Springer, 2006
- Prabowo B.A., Purwidyantri A., Liu K.-C. // Biosensors. 2018. V. 8. N 3. P. 80. doi 10.3390/bios8030080
- Hlubina P., Urbancova P., Pudis D., Goraus M., Jandura D., Ciprian D. // Opt. Lett. 2019. V. 44. N 22. P. 5602. doi 10.1364/OL.44.005602
- Rahimi L., Askari A.A. // Appl. Opt. 2020. V. 59. N 34. P. 10980. doi 10.1364/AO.405129
- Терентьев В.С., Симонов В.А. // Опт. и спектр. 2021. Т. 129. N 2. С. 238. doi 10.21883/OS.2021.02.50564.232-20
- Printz M., Sambles J.R. // J. Mod. Opt. 1993. V. 40. N 11. P. 2095. doi 10.1080/09500349314552131
- Голдина Н.Д. // Автометрия. 2009. Т. 45. N 6. С. 99; Goldina N.D. // Optoelectron. Instrument. Proc. 2009. V. 5. P. 71. doi 10.3103/S8756699009060120
- Голдина Н.Д. // Автометрия. 2021. N 2. С. 122
- Троицкий Ю.В. Многолучевые интерферометры отраженного света. Новосибирск: Наука, 1985. 208 с
- Holden J. // The Proceedings of the Physical Society. Section B. 1949. V. 62. Part 7. N 355B. P. 405
- Борн М., Вольф Э. Основы оптики. М.: Наука, 1973. 720 с
- Розенберг Г.В. Оптика тонкослойных покрытий. М.: Гос. изд-во физ.-мат. лит., 1958. 570 с
- Johnson P.B., Christy R.W. // Phys. Rev. B. 1974. V. 9. P. 5056. doi 10.1103/PhysRevB.9.5056
Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.
Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.
