JPH1019768A - 表面プラズモン共鳴センサ - Google Patents

表面プラズモン共鳴センサ

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JPH1019768A
JPH1019768A JP9066772A JP6677297A JPH1019768A JP H1019768 A JPH1019768 A JP H1019768A JP 9066772 A JP9066772 A JP 9066772A JP 6677297 A JP6677297 A JP 6677297A JP H1019768 A JPH1019768 A JP H1019768A
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radiation
surface plasmon
housing
film
plasmon resonance
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JP9066772A
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Inventor
Jose L Melendez
エル．メレンデズ ホセ
Richard A Carr
エイ．カー リチャード
Robert C Keller
シー．ケラー ロバート
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Texas Instruments Inc
Original Assignee
Texas Instruments Inc
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Publication date
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/55—Specular reflectivity
    • G01N21/552—Attenuated total reflection
    • G01N21/553—Attenuated total reflection and using surface plasmons

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
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  • Pathology (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高精度を必要をしない表面プラズモン共鳴セ
ンサを提供すること 【解決手段】 表面プラズモン共鳴センサは光源１０と
偏光器１８とを含み、偏光器は透明体１２を通過し、透
明体１２の外側表面に配置された導電性薄膜２６に衝突
する偏光した光を発生する。光が共鳴角度で膜に衝突す
ると、膜２６は表面プラズモン共鳴を起こす。表面プラ
ズモン共鳴が発生する角度を測定することにより、偏光
した光を反射した側と反対側の膜２６の面にある材料の
屈折率を測定できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、広義には光センサ
の分野に関し、特に化学的、生化学的、生物学的または
生物医学的分析、プロセス制御、汚染検出および管理、
およびその他の同様な領域の分野で使用されるセンサの
技術分野に関するものである。
【０００２】
【従来技術】表面プラズモン共鳴とは、表面における光
学的な現象であり、この現象はこれまで化学的、生化学
的、生物学的または生物医学的分析の分野で使用される
センサで利用されてきた。表面プラズモンとは導電性薄
膜の表面における表面電荷密度の波である。この現象に
ついては、「薄膜物理学」１９７７年第７４巻の２３７
〜２４４ページのＨ・レーサー（Ｒａｅｔｈｅｒ）によ
る論文に記載されている。この共鳴現象は単色光の偏光
ビームが表面に導電性薄膜を有する誘電性境界部で内部
全反射した時に観察できる。通常、境界部はガラスのよ
うな透明体の平滑表面を含む。境界部で内部反射された
光は上記文献で共鳴角度と称されている特定の角度で強
度が最小となる。この角度は金属膜に隣接する誘電条件
および膜自体の特性によって決定される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】表面プラズモン共鳴を
利用する従来のセンサではガラスプリズムの平らな表面
に通常金属薄膜がコーティングされる。プリズムを通し
て金属薄膜のある表面に偏光した光ビームを向け、そこ
で反射され、プリズムの外側表面を透過する光の強度を
測定することにより共鳴角度が決定される。しかしなが
らかかる装置は、正確な測定ができるよう別個の光学部
品を製造し、整合するのに、極めて高い精度を必要とす
る。
【０００４】検出のために表面プラズモン共鳴を利用す
る根拠は、誘電体境界部に存在する自由電子の表面プラ
ズマの振動がプリズムと反対側にある導電体膜の表面に
隣接する材料の屈折率によって影響されるという事実に
ある。所定の波長の放射線に対し偏光した放射線の入射
角が特定の値になると共鳴が発生する。この値は膜に隣
接する材料の屈折率に応じて決まる。このように、屈折
率が変化すると、表面プラズモン共鳴が発生する角度も
変わる。偏光した光が共鳴角度で金属薄膜に衝突する
と、この薄膜からの反射光の強度は最小となる。従っ
て、このように強度が最小となる角度を検出することに
より膜に隣接する材料の屈折率を決定できる。しかしな
がら、主に機械的な整合の問題に関連してシステムが複
雑になることに起因して、このような方法の有効性はこ
れまで限られていた。
【０００５】
【課題を解決するための手段】これまでのセンサに関連
した課題はセンサハウジング内に配置された検出器シス
テムの一部を有する一体的構造を含む本発明により克服
される。このハウジングは放射線源により発生された放
射線を透過できる材料から構成される。放射線源は光を
発生し、この光はハウジングを通過し、導電性薄膜が形
成されたハウジングの外側表面に衝突する。導電性膜か
ら反射された光は放射線検出器のアレイに向けられる。
最小の出力レベルを有する検出器は導電性膜に接触する
材料の屈折率の関数となっている共鳴角度で導電性薄膜
をバウンドした放射線源からの放射線に関連する。
【０００６】添付図面を参照し、以下、本発明の上記課
題、利点および特徴について述べる。
【０００７】
【発明の実施の形態】図１は本発明の一実施例を示す。
このような構造ではハウジング１２の外側に発光ダイオ
ード（ＬＥＤ）、レーザーダイオードまたはその他の適
当な放射線源から構成できる放射線源１０が配置されて
おり、この線源は放射線（光線）１４をハウジング１２
に向いた方向へ向けるように設けられている。ハウジン
グ１２は線源１０からの放射線を透過できる材料、例え
ば適当なプラスチックまたはエポキシから製造されてい
る。特にゼネラルエレクトリック社により商標ウルテン
（Ulten ）で市販されているプラスチックが赤外線レン
ジ内の放射線源に対して特に有効であることが判ってい
る。その他の利用可能な材料としては、ポリメチルメタ
クリレートまたはポリカーボネートがある。
【０００８】放射線源１０とハウジング１２との間には
偏光フィルタ１６が配置され、ハウジング１２に進入す
る偏光した放射線１８を発生するようになっている。適
当な偏光材料多数あり、例えばＨＭ７リニア偏光材料と
して知られているポラロイド社により販売されているプ
ラスチック偏光材料がある。放射線源１０は多少点状の
放射線源のように作動するという理由から放射線（光
線）は互いに発散する。同様に、偏光した放射線１８も
互いに発散する光線から成る。
【０００９】発散する偏光放射線１８はハウジング１２
の表面を通過し、平面が偏光放射線１８に対する方向と
直角とならないように配置された平面状ミラー２０から
反射される。ミラー２０から反射された後の発散する偏
光した放射線１８は、ハウジング１２の湾曲した外側表
面に配置された湾曲した（凹面）ミラー２２に向かう。
ミラー２２が凹面である場合、このミラーから反射した
放射線が番号２４で示すように収束するように、このミ
ラーの形状を構成できる。ミラー２２の曲面を変えるこ
とにより放射線２４をほぼ平行としたり、発散するよう
にすることも可能である。しかしながら、収束する放射
線を利用する利点としてはＳＰＲ膜２６に放射線が衝突
する直前に放射線が発散するような、一般的な同じ構造
で生じる場合よりも狭い表面のプラズモン共鳴（ＳＰ
Ｒ）膜２６側に反射偏光放射線を向ける（合焦させる）
ことができることが挙げられる。
【００１０】表面プラズモン共鳴膜２６はほぼ均一な厚
みの導電性材料、例えば銅、銀または金から成る薄膜か
ら構成される。この膜２６は平面状であることが好まし
いが、その他の構造、例えば凸状または凹状構造、また
は周期的または非周期的なステップを特徴とする構造も
利用できる。本発明の一実施例におけるこの膜２６は、
約２７５オングストロームの厚みの銀の膜から成る。表
面プラズモン共鳴膜の厚みは約２００〜約６００オング
ストロームまで変わることができ、表面プラズモン共鳴
を発生させることができる。特定の膜厚は線源１０の周
波数および膜２６に使用される導電性材料の性質に関す
る実験によって決定される。当業者に知られているよう
に放射線が絶縁体の境界部にある導電性薄膜に衝突する
と、この薄膜からの反射強度は膜に対する放射線の入射
角および膜の反対側に接触している材料の屈折率に応じ
て決まる。従って、反射が最小となる角度を決定すれば
放射線が反射する面と反対側の膜の面にある材料の屈折
率を決定できる。
【００１１】上記作動原理を利用することにより、図１
の構造では薄い表面プラズマ共鳴膜２６から反射された
発散放射線２８が発生する。この発散放射線２８はハウ
ジング１２を通過し、ハウジング１２の外側表面に配置
またはその近くに配置された検出器のアレイ３０によっ
て遮られる。この検出器アレイ３０は光放射線に対する
光検出器のアレイを構成する。アレイ３０内の各検出器
は検出器に衝突した放射線強度に電圧が比例する信号を
出力ピンに発生する。各検出器における電圧を測定し、
放射線がその検出器に衝突し、表面プラズモン共鳴膜に
遮られた時の角度を知れば、角度の関数として反射した
放射線強度の曲線を作成できる。この曲線は放射線を反
射した側と反対側の表面プラズモン共鳴膜の面にある物
質の屈折率と相関化できる。
【００１２】当業者であれば、上記関数を維持しながら
図１に示された要素の物理的位置を移動させたり、再配
置できることは理解できよう。例えばハウジング１２内
に高原１０および偏光器１６を設けることができるはず
である。このような設置をすると光源１０を他の要素に
対して固定し、表面プラズモン共鳴を使用した従来のデ
バイスに関連した複雑にする要因のうちの１つを除くこ
とができるという利点が得られる。更に、偏光した放射
線が表面プラズモン共鳴膜に衝突し、これから反射され
る放射線強度を表面プラズモン共鳴膜に衝突する放射線
の角度の関数として測定する限り、反射させるために利
用されるミラーの位置および形状を他の構造および位置
とすることができる。
【００１３】別の変形例としては、光源１０によって発
生される周波数以外の周波数の放射線を除くよう、フィ
ルタ３２を設けることが挙げられる。図１に示されるよ
うに、フィルタ３２は検出器３０の上に載っており、光
源によって発生された周波数の放射線を検出器３０まで
に通過させるように働く。このようにフィルタ３２は他
の放射線源によって生じたノイズにあまり影響されな
い、本発明のセンサを形成するように働く。他の適当な
フィルタとしては、ポラロイド社によって市販され、Ｘ
Ｒ−８４として知られているプラスチックフィルタ材料
がある。この材料は、赤外線を通過させ、可視放射線を
ブロックするのに特に適する。
【００１４】フィルタ３２を利用する方法の別の方法と
して線源１０によって発生される周波数を透過し、所定
のセンサに対し当該所望する周波数レンジ外の周波数を
透過しない、プラスチックまたはエポキシ材料をハウジ
ング１２に対して使用する方法がある。
【００１５】図２は、図１に示された構造と別の構造を
示す。この別の構造は、センサを取り付けた基板４０を
含む。この基板４０の上方に光源４２を設けることが好
ましいが、この基板４０自体に光源を設けることも可能
である。光源４２の上には光シールド４６内に形成され
た物理的開口部４４が配置されており、光源４２からの
光はこの開口部を通過するようになっている。この開口
部４４の近くには開口部４４を通過する光を偏光するた
めの偏光器４８が設けられている。偏光した光５０はハ
ウジング５２を通過し、薄い表面プラズモン共鳴膜５４
に衝突する。偏光した光は膜５４から内部で反射し、ハ
ウジング５２を通過し、平面状ミラー５６に衝突する。
偏光した光はミラー５６から反射し、ハウジング５２を
通過し、検出器アレイ５８に至る。
【００１６】偏光器４８は開口部４４に密に隣接する必
要はないが、線源４２と検出器アレイ５８との間の放射
線源に沿う任意の点に配置することができる。このよう
な偏光器の設置の特徴は、本明細書に示した別のすべて
の実施例に対しても当てはまる。本発明のすべての開示
した実施例は偏光器がなくても機能することに留意すべ
きである。この偏光器は本発明の検出器の作動を高める
ように働くが、検出器が作動するための要件ではない。
【００１７】図２から容易に理解できるように、ハウジ
ング５２内には光源４２、貫通開口部４４を備えた光シ
ールド４６、偏光器４８および検出器アレイ４８が配置
されている。上記ハウジング１２の場合と同じように、
ハウジング５２は光源４２からの光を透過するか、また
はほぼ透過する材料から製造されている。他の要素の場
合にはハウジング５２が形成されているので、封入され
ているこれら要素の破損を防止するためには図１のデバ
イスを製造するのに使用されている材料と多少異なる材
料を使用することが好ましい。特にフランプロダクツ社
によって商標エポキャスト（Epocast ）２０１３パーツ
Ａ／Ｂで市販されているエポキシが赤外線レンジ内の放
射線源に特に有効であることが判っている。他の使用可
能な材料としては、エマーソン＆カミング社のスタイキ
ャスト（Stycast ）１２６９ＡパーツＡ／Ｂ、トラコン
社のトラボンド（Trabond ）Ｆ１１４、デクスター社の
ハイゾル（Hysol ）ＯＳ１０００、ノーランド（Norlan
d ）６１および６３、デクスター社のハイゾルＭＧ１８
またはニットーの８５１０−１１００がある。
【００１８】ハウジング５２は光源４２からの光がミラ
ー５６およびＳＰＲ膜５４で反射され、検出器アレイ５
８に衝突するような形状に形成されている。このような
ことを達成できるものであれば、任意の構造でよい。し
かしながら図２に示されたタイプのセンサを設計する際
に考慮すべき事項は数種ある。第１に、できるだけ９０
度に近い角度で放射線を検出器アレイ５８に衝突させる
ことが好ましい。これは検出器アレイ５８で使用される
別々の検出器素子の感度がアレイの光軸に沿って入射す
る光に対して最も高くなるという事実に起因するからで
ある。光軸に対して光線が平行でない角度で光が入射す
ると、その結果出力信号はより小さくなる。光が検出器
アレイ５８に９０度に近い角度で衝突するように図２の
構造を設計することにより、検出器の可能な感度は最大
となる。しかしながら、ほとんどの目的で光が検出器ア
レイ５８に入射する角度が約６０〜９０度の間であれ
ば、アレイ５８における各検出器の光軸はずれによる減
少は主要な問題とは考えられない。本発明のセンサは較
正すれば約４５度よりも小さい光の入射角とすることが
でき、この角度でもかなり有効である。
【００１９】ハウジング５２の外側表面に表面プラズモ
ン共鳴膜５４を形成することが好ましいことを、図２か
ら理解すべきである。ハウジング５２の外側表面に隣接
し、スライドとハウジングとの間に配置された流体に一
致する屈折率を有するガラススライドまたは同等品に表
面プラズモン共鳴膜５４（導電性薄膜）を配置すること
も可能である。ハウジング５２の外側表面にミラー５６
を形成することが好ましいことにも留意すべきである。
このミラーはその表面で表面プラズモン効果が生じない
ように、充分な質量を有することとなる。
【００２０】更に別の設計も可能である。例えば、ハウ
ジング５２の湾曲したまたは特徴のある外側表面（図示
せず）に配置した表面プラズモン共鳴膜５４を使用する
ことも可能である。同様に、湾曲した表面にミラー５６
を設けてもよい。更に光源４２と検出器アレイ５８との
間の光線路に沿って２つ以上のミラーおよび／またはＳ
ＰＲ表面を配置することも可能である。光源４２からの
放射線は表面プラズモン共鳴膜５４に衝突する前にミラ
ーに衝突できることが明らかとなろう。本明細書に示し
たセンサの機能を維持しながら放射線路およびハウジン
グ５２の対応する構造の別の変形例を考えることができ
る。
【００２１】図２に示されたような構造は図１のセンサ
に対して示されたようなフィルター３２を有していな
い。このような構造において、検出器アレイ５８に入射
する浮遊放射線の効果を除きたい場合、（フィルタ３２
に対し図１に示されたような）ミラー５６と検出器アレ
イ５８の間にフィルタを配置し、好ましくはこのフィル
タを検出器アレイ５８に隣接することができる。これと
は異なり、光源４２によって発生された周波数の放射線
を透過できるが他の周波数を透過しない材料からハウジ
ング５２を製造してもよい。いずれの構造においても光
源４２によって生じた周波数以外の周波数の放射線は検
出器アレイ５８の出力のかなりの部分を形成するものと
はならない。
【００２２】図２の検出器は表面プラズモン共鳴（ＳＰ
Ｒ）膜５４、更に実際にはハウジング５２の表面にも接
近して配置された温度センサ６０を更に含む。この温度
センサ６０はその作動中にＳＰＲ膜５４の温度を示す電
気信号を発生する。この温度信号はデバイスの作動温度
の変化の結果として本発明により測定された屈折率の見
かけ上の変化を補償するのに利用できる。
【００２３】図２の検出器は光シールド４６内に配置さ
れた基準検出器６２を更に含む。この検出器６２は光源
４２の強度は時間に対して変化し得るので、長時間にわ
たる本発明の装置を較正するのに使用される。
【００２４】図３は図１に示された構造と別の構造を示
す。これら構造の基本的な差はハウジング１２内に放射
線源１０および偏光器１６を封入した点にある。更に放
射線源１０が封入されていることにより図３のハウジン
グ１２に適した材料は図２のハウジングを製造するのに
適した材料であることが好ましい。
【００２５】図３の光検出器３０はハウジング１２に密
に隣接した位置に示されている。本明細書で使用する
「密に隣接」なる用語は上部にオプションの光学フィル
タ３２を備えた光検出器をハウジング１２の外側表面に
接触させた状態または図３に示されるように若干離間さ
せた状態で、ハウジング１２内に設けることができるこ
とを意味している。光検出器３０が影響を受ける浮遊光
を検出しないようにすることは重要であるので、この望
ましくない浮遊光が光検出器３０に入射しないように光
バッフル（図示せず）またはフィルタを使用してもよ
い。
【００２６】図４は、本発明の更に別の変形例を示す。
この構造は図２に示した構造に類似する。しかしながら
図４では検出器アレイ５８は２つのラインの検出器素子
６０および６２を有する。第１のラインの検出器素子６
０は点線６４および６６で表示された放射線路と関連
し、光源４２から検出器アレイ５８への光路を横断する
放射線はミラー５６からＳＰＲ表面５４上の長円線６８
で表示された領域内に反射される。ＳＰＲ表面５４から
ライン７０に沿って反射される放射線は第１のラインの
検出器素子６０に入射する。ＳＰＲ表面５４からライン
７２に沿って反射される放射線は第２のラインの検出器
素子６２に接触する。このように、この構造では２つの
ラインの検出器を使用できる。フィルタ特性が異なる検
出器６０および６２のラインの各々の上でフィルタを使
用することにより、２つの異なる放射線周波数にＳＰＲ
表面５４を接触させる材料の屈折率を同時にテストする
ことが可能である。更に、検出器６０および６２のライ
ンの一方を、これらラインの方向にずらし、ＳＰＲ表面
５４から反射され、検出器のずれたラインに入射する放
射線の角度が表面５４から反射され、検出器の他のライ
ンに入射する放射線の角度と同じとならないようにする
ことによりＳＰＲ表面５４に入射する異なる角度の放射
線を使用してテストすることも可能である。
【００２７】添付図面に示した別の実施例の構造につい
て特に強調しながらこれまで説明したが、当業者であれ
ば特許請求の範囲に記載した本発明の要旨および範囲か
ら逸脱することなく、本発明の構造について上記のよう
に、またはそれ以外の変形を行うことができることが理
解できよう。
【００２８】以上の説明に関し、以下の項を開示する。 （１）所定の周波数レンジを有する電磁放射線源と、前
記周波数レンジ内の前記電磁放射線を透過するハウジン
グと、前記ハウジングの外側表面に配置された導電性の
薄膜と、前記ハウジングの表面に密に隣接して配置され
た光検出器のアレイとを備え、前記放射線源からの前記
放射線が前記導電性膜で反射され、前記光検出器の少な
くとも一部に衝突するよう、前記導電性膜および前記光
検出器が互いに配置された、表面プラズモンセンサ。 （２）前記表面プラズモンセンサを較正するための信号
を発生するよう、前記ハウジング内に配置された熱セン
サを更に含む、前項１に記載の表面プラズモンセンサ。 （３）前記表面プラズモンセンサを較正するよう前記電
磁放射線の強度を検出するための、前記ハウジングに設
けられた放射線センサを更に含む、前項１に記載の表面
プラズモンセンサ。 （４）前記放射線が前記光検出器の少なくとも一部に衝
突するよう、前記放射線の方向を変えるための、前記放
射線源と前記光検出器との間に配置された少なくとも１
つの放射線反射表面を更に含む、前項１に記載の表面プ
ラズモンセンサ。
【００２９】（５）前記表面プラズモンセンサを較正す
るよう前記電磁放射線の強度を検出するための、前記ハ
ウジングに設けられた放射線センサを更に含む、前項２
に記載の表面プラズモンセンサ。 （６）前記放射線が前記光検出器の少なくとも一部に衝
突するよう、前記放射線の方向を変えるための、前記放
射線源と前記光検出器との間に配置された少なくとも１
つの放射線反射表面を更に含む、前項２に記載の表面プ
ラズモンセンサ。 （７）前記放射線が前記光検出器の少なくとも一部に衝
突するよう、前記放射線の方向を変えるための、前記放
射線源と前記光検出器との間に配置された少なくとも１
つの放射線反射表面を更に含む、前項３に記載の表面プ
ラズモンセンサ。 （８）前記放射線が前記光検出器の少なくとも一部に衝
突するよう、前記放射線の方向を変えるための、前記放
射線源と前記光検出器との間に配置された少なくとも１
つの放射線反射表面を更に含む、前項５に記載の表面プ
ラズモンセンサ。 （９）前記放射線が約６０〜９０度の角度で前記光検出
器に衝突する、前項１に記載の光プラズモンセンサ。
【００３０】（１０）前記放射線が約６０〜９０度の角
度で前記光検出器に衝突する、前項４に記載の光プラズ
モンセンサ。 （１１）前記放射線源からの前記放射線を除く放射線が
前記光検出器に衝突するのを防止するよう、前記ハウジ
ングに配置されたフィルタを更に含む、前項１に記載の
表面プラズモンセンサ。 （１２）前記フィルターが前記放射線源からの前記放射
線を除く、前記光検出器が検出できるすべての放射線を
実質的に透過しない、前記ハウジングの材料を含む、前
項１１に記載の表面プラズモンセンサ。 （１３）前記ハウジングの外側表面に前記各放射線反射
表面が配置された、前項４に記載の表面プラズモンセン
サ。 （１４）所定の材料が前記導電性膜に接触する時に、前
記光検出器の信号を最大にするよう、導電性膜の表面に
対する前記各放射線反射表面の角度を選択した、前項１
３に記載の表面プラズモンセンサ。
【００３１】（１５）前記導電性膜に衝突する前記放射
線が互いに発散する、前項１に記載の表面プラズモンセ
ンサ。 （１６）前記導電性膜に衝突する前記放射線が互いに収
束する、前項１に記載の表面プラズモンセンサ。 （１７）前記放射線が互いにほぼ平行な状態で前記導電
性膜に衝突する、前項１に記載の表面プラズモンセン
サ。 （１８）前記電磁放射線源の周波数と異なる周波数の放
射線が、前記光検出器に衝突するのを阻止するよう、前
記光検出器のアレイに隣接して配置されたフィルタを更
に含む、前項１に記載の表面プラズモンセンサ。 （１９）前記放射線源と前記表面検出器アレイとの間の
前記放射線路内に配置された偏光フィルターを更に含
む、前項１に記載の表面プラズモンセンサ。
【００３２】（２０）前記導電性膜が形成された表面が
湾曲した表面である、前項１記載の表面プラズモンセン
サ。 （２１）少なくとも１つの前記反射表面が湾曲した表面
に形成された、前項４記載の表面プラズモンセンサ。 （２２）前記導電性膜が形成された表面が湾曲した表面
である、前項２１記載の表面プラズモンセンサ。
【００３３】（２３）所定の周波数レンジ内の前記電磁
放射線を透過できるハウジングと、前記ハウジング内に
配置され、前記所定の周波数レンジ内にある放射線源
と、前記ハウジング内に配置され、前記電磁放射線から
偏光した放射線を発生するための偏光器と、前記ハウジ
ングの外側表面に配置された導電性薄膜と、前記ハウジ
ングの表面に密に隣接して配置された光検出器のアレイ
とを備え、前記偏光した放射線が前記導電性膜で反射さ
れ、前記光検出器の少なくとも一部に衝突するよう、前
記偏光器からの偏光した放射線、前記導電性膜および前
記光検出器が互いに配置された、表面プラズモンセン
サ。
【００３４】（２４）放射線源と、前記放射線源を囲
み、前記放射線を透過するハウジングと、前記ハウジン
グ内に配置され、前記電磁放射線から偏光した放射線を
発生するための偏光器と、前記ハウジングの外側表面に
配置された導電性薄膜と、前記ハウジング内に配置され
た光検出器のアレイとを備え、前記偏光した放射線が前
記導電性膜で反射され、前記光検出器の少なくとも一部
に衝突するよう、前記偏光器からの偏光した放射線、前
記導電性膜および前記光検出器が互いに配置された、表
面プラズモンセンサ。
【００３５】（２５）表面プラズモン共鳴センサは光源
１０と偏光器１８とを含み、偏光器は透明体１２を通過
し、透明体１２の外側表面に配置された導電性薄膜２６
に衝突する偏光した光を発生する。光が共鳴角度で膜に
衝突すると、膜２６は表面プラズモン共鳴を起こす。表
面プラズモン共鳴が発生する角度を測定することによ
り、偏光した光を反射した側と反対側の膜２６の面にあ
る材料の屈折率を測定できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】表面プラズモン共鳴膜に接触する前に、偏光し
た光線が互いに収束する、本発明の一実施例を示す。
【図２】表面プラズモン共鳴膜に接触する前に、偏光し
た光線が互いに発散する、本発明の一実施例を示す。
【図３】光源が検出器のハウジング内に配置された別の
構造を示す。
【図４】ハウジング内に２つの検出器アレイが配置され
た更に別の構造を示す。
【符号の説明】
１０ 放射線源 １２ ハウジング １４ 放射線（光線） １６ 偏光器 １８ 偏光した放射線 ２０ ミラー ２２ 湾曲したミラー ２６ 表面プラズモン共鳴膜 ２８ 発散放射線 ３０ 検出器アレイ ３２ フィルター ４０ 基板 ４２ 光源 ４４ 開口部 ４６ 光シールド ４８ 偏光器 ５０ 偏光した光 ５２ ハウジング ５８ 検出器アレイ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ロバート シー．ケラー アメリカ合衆国テキサス州プラノ、 レガ シー ドライブ 300

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 所定の周波数レンジを有する電磁放射線
    源と、 前記周波数レンジ内の前記電磁放射線を透過するハウジ
    ングと、 前記ハウジングの外側表面に配置された導電性の薄膜
    と、 前記ハウジングの表面に密に隣接して配置された光検出
    器のアレイとを備え、前記放射線源からの前記放射線が
    前記導電性膜で反射され、前記光検出器の少なくとも一
    部に衝突するよう、前記導電性膜および前記光検出器が
    互いに配置された、表面プラズモンセンサ。
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