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研究生:張仲廷
研究生(外文):Chung-Ting Chang
論文名稱:類光子晶體薄膜於金屬層之螢光增強性研究
論文名稱(外文):Fluorescecne enhancement on the quasi-crystal film placed on a metal layer
指導教授:洪玉珠洪玉珠引用關係
指導教授(外文):Yu-Ju Hung
學位類別:碩士
校院名稱:國立中山大學
系所名稱:光電工程學系研究所
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:2020
畢業學年度:109
語文別:中文
論文頁數:142
中文關鍵詞:表面電漿波布拉赫表面波螢光
外文關鍵詞:fluorescenceBloch surface waveSurface plasmon resonance
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本論文主要在使用由材光系蔣酉旺教授所提供的類光子晶體薄膜(GPC) 來做應用,GPC具有微小週期性結構,為三維度的光子晶體,可以用來產生布洛赫表面波和表面電漿波(SPR),利用這兩種波來增強螢光的發光效率。
由於布拉格散射,當光在週期性結構中傳播時會有光程差,進而產生光子禁帶,因光子禁帶的關係使光被侷限在表面而有布洛赫波,在GPC薄膜表面滴上螢光(R6G) ,利用布洛赫波增加電磁場強度讓螢光的發光效率增強。
在金屬上鋪上GPC,因GPC的週期性結構以及金屬,可以耦合出表面電漿波來增強電磁場強度讓滴在GPC薄膜上的螢光發光效率增加,配合上GPC適中的厚度讓螢光分子和金屬不會靠太近也不會離太遠,排除Quenching Effect,讓螢光分子順利放光。
稀釋螢光材料(R6G)來測試稀釋到怎樣的等級經過表面電漿波和布洛赫波的增強後,還可以看的到螢光。
The grating sensor is fabricated by using the characteristics of the Surface plasmon resonance(SPR) and Bloch surface wave(BSW). The sensor coupled to the Surface plasmon resonance and the Surface plasmon resonance by gratings can greatly enhance the luminous efficiency of the fluorescence.
目錄
中文審定書 i
致謝 ii
摘要 iii
Abstract iv
目錄 v
圖次 viii
第一章 序論 1
前言 1
文獻回顧與研究動機 2
論文架構 2
第二章 相關理論介紹 3
2.1 光子晶體介紹 3
2.2 光子禁帶 4
2.3布洛赫定理 4
2.4 布洛赫表面波 4
2.4.1 TE極化下布洛赫表面波模態 5
2.4.2 TM極化下布拉赫表面波模態 8
2.5 表面電漿波 11
2.5.1 TE極化 12
2.5.2 TM極化 13
2.6 表面電漿共振激發架構 15
2.7 螢光 17
2.8 螢光溶液(R6G) 18
2.9 表面增強螢光效應 18
2.10 能量轉移淬熄(Energy Transfer Quenching) 19
2.11 類光子晶體薄膜gyroid photonic crystals(GPC) 20
第三章 量測方法 21
3.1 樣品製備 21
3.2 滴螢光溶液(R6G) 22
3.3 量測架構與方法 23
第四章 量測結果討論與分析 25
4.1 表面波激發架構 25
4.2 R6G在試片上之量測結果與分析 26
4.2.1 實驗(一) 玻璃基板上有無GPC之比較 26
4.2.2 實驗(二) 金屬基板上有無GPC之比較 29
4.2.3 實驗(三)同一滴螢光在不同基板上之螢光亮度比較 38
4.3 不同週期的GPC之量測結果與分析 44
4.3.1實驗(一) 玻璃基板上不同波長之GPC比較 44
4.3.2實驗(二) 銀基板上鋪上不同波長之GPC的比較 49
4.3.3實驗(三) 玻璃基板和銀基板上鋪上不同週期之GPC的比較 57
4.4 稀釋R6G後的量測結果與分析 79
4.4.1實驗(一) 重新稀釋R6G到10-10ppm 79
4.4.2實驗(二) 重新稀釋R6G到10-32ppm並比較銀基板和鋁基板的差別 87
4.4.3實驗(三) 重新稀釋R6G到10-43ppm並測試滴DI water會不會有螢光效果 98
4.5 使用乙醇稀釋R6G 103
4.6 使用特製微量滴管的滴管尖 106
4.7 GPC閉合後之量測結果與分析 110
第五章 結論 124
參考文獻 125
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