| 致谢 | 第4-5页 |
| 摘要 | 第5-6页 |
| Abstract | 第6页 |
| 目录 | 第7-10页 |
| 1. 绪论 | 第10-24页 |
| 1.1 引言 | 第10-11页 |
| 1.2 光学生物传感器 | 第11-12页 |
| 1.3 芯片实验室(lab-on-a-chip) | 第12-14页 |
| 1.3.1 微流体技术 | 第12-13页 |
| 1.3.2 芯片实验室 | 第13-14页 |
| 1.4 表面等离子体共振传感器的研究现状 | 第14-21页 |
| 1.4.1 棱镜式表面等离子体共振传感器 | 第15-18页 |
| 1.4.2 光栅式表面等离子体共振传感器 | 第18-19页 |
| 1.4.3 光纤式表面等离子体共振传感器 | 第19-20页 |
| 1.4.4 波导式表面等离子体共振传感器 | 第20-21页 |
| 1.5 表面等离子体共振传感器的测试方法 | 第21-22页 |
| 1.6 本论文章节安排和创新点 | 第22-24页 |
| 2. 表面等离子体共振传感器工作原理 | 第24-30页 |
| 2.1 表面等离子体传播常数推导 | 第24-26页 |
| 2.2 衰减全反射激发表面等离子体共振传感器(棱镜型) | 第26-27页 |
| 2.3 Kretschmann结构下的反射率公式推导 | 第27-28页 |
| 2.4 表面等离子体共振传感器用于生物传感的工作原理 | 第28-30页 |
| 3. 集成光波导基本理论和转移矩阵方法 | 第30-36页 |
| 3.1 引言 | 第30页 |
| 3.2 电磁波理论 | 第30-31页 |
| 3.3 非对称平板波导的TE、TM导模 | 第31-33页 |
| 3.3.1 TE导模的场分布函数及特征方程推导 | 第32-33页 |
| 3.3.2 TM导模的场分布函数及特征方程推导 | 第33页 |
| 3.4 矩形波导的等效折射率计算 | 第33-34页 |
| 3.5 转移矩阵理论 | 第34-36页 |
| 4. 基于平面波导的表面等离子体共振传感器设计方案 | 第36-50页 |
| 4.1 基于角度调谐的波导表面等离子体共振传感器的设计原理 | 第36-38页 |
| 4.2 具体参数设计 | 第38-47页 |
| 4.2.1 入射波导结构的设计 | 第38-41页 |
| 4.2.2 taper长度的设计 | 第41-42页 |
| 4.2.3 输入阵列波导的间隔角度设计 | 第42页 |
| 4.2.4 波导间间隔的设计 | 第42-43页 |
| 4.2.5 弯曲波导半径的设计 | 第43-44页 |
| 4.2.6 金属层厚度的设计 | 第44-46页 |
| 4.2.7 自由传播区域的确定、出射波导结构和阵列波导间角度间隔的确定 | 第46-47页 |
| 4.3 传感器的最终掩膜设计 | 第47-48页 |
| 4.4 传感器的性能计算 | 第48-50页 |
| 4.4.1 传感器的灵敏度 | 第48-49页 |
| 4.4.2 传感器的探测精度 | 第49页 |
| 4.4.3 传感器的波长调谐计算 | 第49-50页 |
| 5. 器件的制作与测试 | 第50-71页 |
| 5.1 器件制作方案 | 第50-51页 |
| 5.2 器件制作的半导体工艺 | 第51-60页 |
| 5.2.1 光刻工艺 | 第51-53页 |
| 5.2.2 二氧化硅薄膜的沉积生长工艺 | 第53-54页 |
| 5.2.3 二氧化硅和硅波导刻蚀工艺 | 第54-57页 |
| 5.2.4 金属溅射工艺 | 第57-59页 |
| 5.2.5 微流通道的制作 | 第59-60页 |
| 5.3 测试平台的搭建及测试方案 | 第60-61页 |
| 5.4 测试结果及分析 | 第61-71页 |
| 5.4.1 数据处理方法 | 第63页 |
| 5.4.2 测试结果及处理 | 第63-67页 |
| 5.4.3 实验结果分析与计算 | 第67-71页 |
| 6. 总结与展望 | 第71-72页 |
| 6.1 总结 | 第71页 |
| 6.2 展望 | 第71-72页 |
| 参考文献 | 第72-75页 |
| 附录 | 第75页 |
