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研究生:林華烈
研究生(外文):Hua-Lie Lin
論文名稱:利用受挫式內部全反射法及激發表面電漿波組態對空氣中二氧化碳量測
論文名稱(外文):Using Frustrated Total Internal Reflection Methods and Stimulating Surface Plasma Waves Configuration to Measure the Amount of Carbon Dioxide in the Air
指導教授:李正民李正民引用關係
指導教授(外文):Cheng-Min Li
學位類別:碩士
校院名稱:健行科技大學
系所名稱:電子工程系碩士班
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2017
畢業學年度:105
語文別:中文
論文頁數:41
中文關鍵詞:受挫式內部全反射法Kretschmann組態Otto組態表面電漿波共振角二氧化碳。
外文關鍵詞:frustrated internal total reflection methodKretschmann configurationOtto configurationsurface plasma wave resonance anglecarbon dioxide.
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本論文是利用受挫式內部全反射法與激發表面電漿波組態(Kretschmann組態、Otto組態)及參考表面電漿波實驗架構對金、銀、銅金屬薄膜厚度的變化和二氧化碳做表面電漿波共振角的電腦模擬量測研究。
從本論文研究的結果得知:二氧化碳在Kretschmann組態中,金薄膜厚度45 nm、銀薄膜厚度60 nm、銅薄膜厚度50 nm時;在Otto組態中,金薄膜厚度350 nm、銀薄膜厚度600 nm、銅薄膜厚度335 nm時,有最佳化的表面電漿波共振角。

關鍵詞:受挫式內部全反射法、Kretschmann組態、Otto組態、表面電漿波共振角、
二氧化碳。
This research used frustrated total internal reflection methods and stimulated surface plasma waves configuration (Kretschmann configuration and Otto configuration). At the same time, we use the surface plasma wave experimental structure of gold, silver, copper metal film thickness changes and carbon dioxide surface plasma wave resonance angle of the computer simulation measurement.
The results of this paper are: carbon dioxide in the Kretschmann configuration, gold film thickness of 45 nm, silver film thickness of 60 nm, copper film thickness of 50 nm; In the Otto configuration, gold film thickness of 350 nm, silver film thickness of 600 nm, copper film thickness of 335 nm, There is optimization surface of the surface plasma wave resonance angle.

Keywords: frustrated internal total reflection method, Kretschmann configuration, Otto configuration, surface plasma wave resonance angle, carbon dioxide.
摘  要 i
Abstract ii
誌  謝 iii
目  錄 iv
表目錄 vi
圖目錄 vii
符號說明 ix
第一章 緒論 1
1.1 前言 1
1.2 研究方法 2
1.3 論文架構 3
第二章 基礎理論 4
2.1 幾何光學(Geometrical Optics) 4
2.1.1 反射(Reflection) 5
2.1.2 折射(Refraction)與斯涅爾定律(Snell''s Law) 6
2.1.3 全反射(Total Internal Reflection) 8
2.1.4 隧道效應(Tunnel Effect) 9
2.1.5 受挫式內部全反射(Frustrated Total Internal Reflection ; FTIR) 10
2.2 表面電漿波(Surface Plasma Wave;SPW) 11
2.2.1 表面電漿波之色散關係 12
2.3 肌膚深度 14
2.4 激發表面電漿波之組態 15
2.5 三層反射率公式 18
2.6 三層反射系統 19
第三章 模擬參考實驗系統架構 20
3.1 模擬軟體與介電常數 20
3.2 電腦模擬的參考實驗系統架構 21
第四章 模擬結果 23
4.1 Kretschmann組態中金薄膜之量測 23
4.2 Kretschmann組態中銀薄膜之量測 25
4.3 Kretschmann組態中銅薄膜之量測 27
4.4  Otto組態中金薄膜之量測 29
4.5  Otto組態中銀薄膜之量測 31
4.6  Otto組態中銅薄膜之量測 33
第五章 結論與展望 35
5.1 結論 35
5.2 展望 37
參考文獻 38
簡 歷 40
(1)陳治宇、鍾竺均,「校園環境二氧化碳濃度之調查與研究」,醒吾學報,129~146頁,民國九十五年六月。
(2)李正民、孫郁興、林華烈、黃毓寧、鄧智承,「利用受挫式全反射法配合Otto組態激發表面電漿波對二氧化碳之偵測」,2016光電與智慧電子研討會,7~9頁,健行科技大學,民國105年六月三日。
(3)李正民、孫郁興、林華烈、黃毓寧,「利用受挫式全反射法配合Kretschmann組態激發表面二氧化碳之偵測」,2015奈米技術與材料研討會,21頁,大葉大學,民國104年十一月十三日。
(4)邱國華,「利用受挫內部全反射法激發表面電漿波製作氣體感測器之研究」,健行科技大學,碩士論文,民國九十六年。
(5)呂天男,「利用受挫式內部全反射法及激發表面電漿波組態對食用油中苯駢芘成分之偵測」,健行科技大學,碩士論文,民國一百零五年。
(6)洪健綸,「利用受挫式全反射法和激發表面電漿波組態對泳池常用藥水之研究」,健行科技,碩士論文,民國一百零五年。
(7)郭建良,「利用受挫式內部全反射法及激發表面電漿波組態對食物中氯化鈉之共振角研究」,健行科技大學,碩士論文,民國一百零五年。
(8)黃沛晴,「利用受挫式內部全反射法及不同金屬的Kretschmann 組態對漂白粉機發表面電漿波之研究」,健行科技大學,碩士論文,民國一百零三年。
(9)藍俊明,「利用受挫式內部全反射法於Kretschmann組態激發表面電漿波在石化廢氣對雨水酸化影響之研究」,清雲科技大學,碩士論文,民國九十九年。
(10)Francis, A. Jenkins, Harvey. White, Fundamentals of Optics,McGraw-Hill, New York, 2011.
(11)Otto, A., “Excitation of nonradiative surface plasma waves in silver by method of frustrated total reflection, ” Z. Phys., 216, pp. 398-410 , 1968.
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