基于面发射激光器的表面等离子共振强度传感

In this propose，we will combine surface plasmon intensity sensor and the surface emitting laser to develop a new surface plasmon sensing platform. It is a low cost and integrated transducer solution due to the penny cost, compact size and energy effectiveness of surface emitting laser diode. The combination of surface emitting laser and sensing function layer make sure the stable performance of intensity sensing and the integration. The output power and lasing mode can be precisely manipulated utilizing the semiconductor laser control technology. The miniaturization of sensor apparatus could be achieved because the sensing function party, detector and full sensing optic setup can be integrated utilizing the laser diode package technique. A new prototype solution of Miniaturized total analysis systems (μTAS) is proposed. The sensitivity of intensity modulated SPR sensor will be improved by optimization of metal nanostructrue and surface emitting laser. On the basis of research work of surface emitting laser and SPR sensor, we will devolop a low cost SPR sensing technique, which is convinent to the μTAS and highthrouput sensing demand.

本项目提出在面发射激光器芯片上集成表面等离子共振强度传感功能结构，实现一种新型的表面等离子共振传感检测平台。面发射激光器成本低廉、体积微小且功耗极低，有利于低成本及集成化的传感应用。激光光源与传感敏感层一体化，在实现集成的同时保证了光强传感的稳定性。本项目将利用半导体激光器的控制技术，精确控制激光器出光功率及模式特性；利用半导体激光器封装技术，集成探测器，实现传感敏感单元及传感光学部件的高度集成，有利于实现传感设备微型化。本项目将为微全分析系统（Miniaturized total analysis systems，μTAS）提供一种新的解决方案。本项目将结合申请人在VCSEL及SPR传感两方面的研究基础，优化适合强度检测的金属微纳结构及面发射激光器件，提高SPR强度检测的灵敏度，实现一种低成本的SPR传感检测通用平台技术，这种传感检测方案适合推广到μTAS及多通道、高通量检测等应用。

本项目研究在面发射激光器芯片上集成表面等离子共振强度传感功能结构，实现一种新型的表面等离子共振传感检测平台。面发射激光器成本低廉、体积微小且功耗极低，有利于低成本及集成化的传感应用。激光光源与传感敏感层一体化，在实现集成的同时保证了光强传感的稳定性。本项目将利用半导体激光器的控制技术，精确控制激光器出光功率及模式特性，实现了偏振稳定的基横模面发射激光器。我们研究了不同种类的金纳米结构，提高传感灵敏度。采用FDTD算法，我们分析了金纳米光栅的特性，可以实现106/RIU的传感灵敏度。通过在其界面进行折射率和生物传感，验证芯片传感特性达3×106/RIU，实现对外泌体的特异性检测。.本项目可能为微全分析系统（Miniaturized total analysis systems，μTAS）提供一种新的解决方案。这种新型的微型化传感平台，有利于高通量的传感检测。利用半导体激光器封装技术，集成光探测器，实现传感敏感单元及传感光学部件的高度集成，有利于实现传感设备微型化。