专利名称：基于衰减全反射的光传感器系统和感测方法
技术领域：
本发明涉及基于衰减全反射(ATR)的光传感器系统，并且更具体地说，涉及基于表面等离子共振的光传感器系统和用于感测的方法。
背景技术：
基于表面等离子共振(SPR)的传感器可在市场上购得以用于研究和开发。例如，SI3R传感器可从瑞典乌普萨拉的GE Healthcare的BIAC0RE仪器产品线购得。这些市场上可购得的仪器使用传感器玻璃芯片，其覆盖有承载固定化化学传感器层的薄金膜，以及用于让样本流体和其他流体在传感器芯片上通过的集成流体盒。经由棱镜和可重复使用的光学接ロ将楔形光束耦合到传感器芯片，以使某个角度范围的入射光在玻璃/金膜介面处沿着直线在内部反射，从而在玻璃/金介面处产生全内反射(TIR)渐逝场(evanescent field)。在特定波长的**性窄角度范围处，此TIR渐逝场将来自入射光线的能量经由金膜传递，并在金膜/传感器层介面处产生表面等离子波共振。表面等离子波生成增强的渐逝电场，其具有进入金表面的样本侧的特征穿透深度，从而样本的折射率决定了sra角度。光检测器2D阵列对照沿着照射线的一行传感器光点(spot)的入射角度检测反射的光強度分布，以同时产生每个传感器光点的SHU普。当在光检测器上对这些多个SHU普成像吋，图像具有明带和暗带。传感器測量通过反射光的共振耦合以及作为表面等离子能量进入金膜而在检测器表面上生成的暗带的角度位置。表面等离子共振的角度位置取决于由SI^R渐逝场穿透的样本的折射率。反射能量的量也将取决于渐逝场能量的吸收程度，正如样本在选定波长下具有复值折射率的情況。sra光谱法的高灵敏度和高分辨率是期望的，尤其是在动力学研究的情况中。在高呑吐量生物分子筛检的领域中，对于SI^R光谱和其他ATR光谱方法，高灵敏度也是所期望的。sra反射曲线的凹陷或峰(或在一些情况下为多个凹陷或峰)或质心(质量中心)处可检测到的角度(或波长)变化中的灵敏度或分辨率主要受限于全内反射曲线OlR曲线)的背景光強度的恒定性、漂移和噪声的程度。理想情况下，IlR曲线相对于入射角度是恒定的。但是，实际中，由于反射随入射角度变化以及由于来自光源的辐射分布的原因，发射的光束横跨强度轮廓(profile)，并由此TIR曲线也常常是具有至少ー个*大值的高斯型曲线。反射可能因多种原因而变化，例如棱镜(或光柵)与等离子支持金属之间的光耦合中的反射损耗。可以通过适合的软件算法将恒定的背景強度模式归一化。但是，变化的背景图像和/或大大的校正将引入“归ー化误差”。无论用于计算凹陷、峰、质心(质量中心)等的算法的类型，ATR谱曲率特征，在高分辨率ATR传感器仪器中都必须将这种“归ー化误差”减到*小。对整个检测器阵列上的強度大变化使用归ー化导致检测器阵列边缘上较低强度区域中信噪比降低。
