應用：表面等離子體共振光譜
表面等離子體共振（SPR）光譜以及對應的局部表面等離子體共振（LSPR）光譜，已被認為是標記化學和生物傳感以及納米結構表征的寶貴工具。SPR光譜學常見的應用是在生物傳感領域，尤其是鍵和力的研究，例如抗體-抗原相互作用。 另一方面，LSPR光譜主要用作痕量分子檢測的信號增強技術。
實例探究
光纖SPR探頭
現在(zai)(zai)，將SPR傳(chuan)感(gan)器集成到光(guang)(guang)纖(xian)(xian)探(tan)頭(tou)中(zhong)(zhong)，可以在(zai)(zai)危(wei)險環境中(zhong)(zhong)部署目(mu)標傳(chuan)感(gan)器。這些探(tan)頭(tou)通(tong)常是通(tong)過剝(bo)去一(yi)(yi)部分(fen)光(guang)(guang)纖(xian)(xian)的(de)(de)包層(ceng)，然(ran)后(hou)(hou)在(zai)(zai)該部分(fen)上涂(tu)敷(fu)一(yi)(yi)層(ceng)金屬膜層(ceng)，然(ran)后(hou)(hou)再涂(tu)敷(fu)一(yi)(yi)層(ceng)介電膜層(ceng)來生(sheng)產(chan)的(de)(de)。位于德里的(de)(de)印(yin)度(du)理工(gong)學院的(de)(de)一(yi)(yi)個小(xiao)組最近(jin)發(fa)表(biao)了使用(yong)(yong)(yong)(yong)此(ci)類型探(tan)頭(tou)的(de)(de)研究結果，他(ta)們(men)在(zai)(zai)光(guang)(guang)纖(xian)(xian)芯上先(xian)鍍一(yi)(yi)層(ceng)銀，然(ran)后(hou)(hou)再鍍一(yi)(yi)層(ceng)氧(yang)化鋅(xin)用(yong)(yong)(yong)(yong)來檢測(ce)(ce)氯(lv)(lv)(lv)氣[1]。在(zai)(zai)他(ta)們(men)的(de)(de)實驗(yan)中(zhong)(zhong)，他(ta)們(men)把Avantes公(gong)司的(de)(de)AvaLight-HAL鹵鎢燈發(fa)出的(de)(de)寬譜(pu)光(guang)(guang)耦合到探(tan)頭(tou)中(zhong)(zhong)。當氯(lv)(lv)(lv)氣分(fen)子與氧(yang)化鋅(xin)相互作(zuo)用(yong)(yong)(yong)(yong)時，會導致生(sheng)成氯(lv)(lv)(lv)化鋅(xin)，改變(bian)(bian)相對介電常數，從而改變(bian)(bian)表(biao)面等離(li)子體的(de)(de)波長。由于一(yi)(yi)小(xiao)部分(fen)光(guang)(guang)可以在(zai)(zai)光(guang)(guang)纖(xian)(xian)的(de)(de)包層(ceng)內(nei)傳(chuan)播，因此(ci)導致透過光(guang)(guang)譜(pu)發(fa)生(sheng)變(bian)(bian)化，他(ta)們(men)使用(yong)(yong)(yong)(yong)了Avantes公(gong)司的(de)(de)AvaSpec-ULS3648-USB2光(guang)(guang)纖(xian)(xian)光(guang)(guang)譜(pu)儀(yi)進行了測(ce)(ce)量。下圖1顯示了測(ce)(ce)得的(de)(de)光(guang)(guang)譜(pu)隨氯(lv)(lv)(lv)氣濃度(du)的(de)(de)變(bian)(bian)化，檢測(ce)(ce)范(fan)圍(wei)為10ppm至100ppm。
圖1：各種濃(nong)度的(de)氯(lv)氣的(de)透射光譜(pu)和(he)峰(feng)值波長移動與氣體(ti)濃(nong)度的(de)函數關系。[1]
LSPR的納米表征
LSPR光(guang)譜(pu)(pu)(pu)學(xue)是一種強(qiang)大(da)的(de)(de)(de)(de)表(biao)征工具(ju)，因(yin)為(wei)它高度(du)依(yi)賴于(yu)顆粒(li)或基(ji)底材(cai)料的(de)(de)(de)(de)納(na)(na)米(mi)(mi)結構。最(zui)近，匈牙利的(de)(de)(de)(de)研究人(ren)員利用了LSPR吸(xi)收(shou)光(guang)譜(pu)(pu)(pu)的(de)(de)(de)(de)線寬高度(du)依(yi)賴于(yu)納(na)(na)米(mi)(mi)顆粒(li)均勻性這(zhe)一事實進行了一項(xiang)科學(xue)研究[2]。在他(ta)們的(de)(de)(de)(de)實驗中，研究人(ren)員用濺射法鍍(du)了四(si)種不(bu)同厚(hou)度(du)的(de)(de)(de)(de)金(jin)納(na)(na)米(mi)(mi)顆粒(li)膜，其估計的(de)(de)(de)(de)膜層(ceng)厚(hou)度(du)分(fen)(fen)別為(wei)7.5 nm，12.5 nm，15 nm和(he)30 nm。然后，他(ta)們使用Avantes公司的(de)(de)(de)(de) Avaspec-ULS2048-4DT-USB2（四(si)通(tong)道高分(fen)(fen)辨(bian)率光(guang)譜(pu)(pu)(pu)儀(yi)）和(he)Avalight DHS氘-鹵素燈光(guang)源來測量四(si)個樣品在空氣（n = 1），水（n = 1.33）和(he)油（n = 1.616）中的(de)(de)(de)(de)吸(xi)收(shou)光(guang)譜(pu)(pu)(pu)。從圖2中可(ke)以清楚地(di)看出(chu)膜層(ceng)厚(hou)度(du)與表(biao)面等離振子共振光(guang)譜(pu)(pu)(pu)的(de)(de)(de)(de)FWHM之間的(de)(de)(de)(de)關系，表(biao)明隨著膜層(ceng)厚(hou)度(du)的(de)(de)(de)(de)增加，納(na)(na)米(mi)(mi)顆粒(li)尺寸的(de)(de)(de)(de)變(bian)化自由度(du)更高。
圖2：四種不同厚度的濺射(she)法金(jin)納米顆粒膜的FWHM值與(yu)環境折射(she)率的函數。[2]
總結
以(yi)(yi)(yi)上示例(li)只是SPR和(he)(he)(he)(he)LSPR光(guang)譜許多應(ying)用中(zhong)的(de)(de)(de)兩(liang)個，它們被(bei)廣泛用于從(cong)生物和(he)(he)(he)(he)化(hua)學傳(chuan)感器到材料表征。此外(wai)(wai)，高(gao)分辨率、低噪聲的(de)(de)(de)模塊化(hua)光(guang)纖光(guang)譜儀(yi)(yi)的(de)(de)(de)出現使新型SPR和(he)(he)(he)(he)LSPR傳(chuan)感器從(cong)實(shi)驗(yan)室過(guo)渡(du)到現場應(ying)用。Avantes公司的(de)(de)(de)AvaSpec光(guang)纖光(guang)譜儀(yi)(yi)非常(chang)適合集(ji)成到OEM系統(tong)中(zhong)，特別是那些需要(yao)高(gao)速、連續測量（例(li)如生物和(he)(he)(he)(he)化(hua)學危害品(pin)檢測）的(de)(de)(de)系統(tong)。上面(mian)討論的(de)(de)(de)所有(you)光(guang)譜儀(yi)(yi)還有(you)OEM版(ban)本的(de)(de)(de)模塊，可(ke)(ke)以(yi)(yi)(yi)集(ji)成到即(ji)插即(ji)用的(de)(de)(de)實(shi)驗(yan)室傳(chuan)感設備(bei)(bei)中(zhong)，還可(ke)(ke)以(yi)(yi)(yi)作(zuo)為(wei)現有(you)實(shi)驗(yan)室設備(bei)(bei)的(de)(de)(de)附加(jia)功能(neng)模塊。這些單元可(ke)(ke)以(yi)(yi)(yi)通(tong)過(guo)USB，以(yi)(yi)(yi)太(tai)網，以(yi)(yi)(yi)及Avantes AS7010 EVO電路(lu)板的(de)(de)(de)本機(ji)數字和(he)(he)(he)(he)模擬(ni)輸(shu)入/輸(shu)出功能(neng)，可(ke)(ke)提供(gong)與其他設備(bei)(bei)的(de)(de)(de)接口。此外(wai)(wai)，Avantes AvaSpec DLL軟件(jian)開(kai)發包(bao)以(yi)(yi)(yi)及在Delphi，Visual Basic，C＃，C ++，LabView，MatLab和(he)(he)(he)(he)其他編程(cheng)環境中(zhong)的(de)(de)(de)示例(li)程(cheng)序，使用人(ren)能(neng)夠在自己的(de)(de)(de)應(ying)用程(cheng)序中(zhong)開(kai)發代碼。