利用兆赫波塑膠線波導之消逝場實現分子感測應用

Translated title of the thesis: Terahertz wave sensing applications using the evanescent field of a plastic wire waveguide
  • 曾 琬玲

Student thesis: Master's Thesis

Abstract

此論文成?證實兆赫波塑膠線波導於微量分子感測應用,從實驗觀察中分析塑膠介質核心的幾何形狀,與其可傳頻率範圍之關係,以及樣品基板中之奈米孔洞結構之必要性,此研究進一步使用磷酸鹽緩衝液為標準樣品,成?取得塑膠線消逝波在各種孔洞尺寸基板之感測能力,並且與彩帶波導比較其感測能力;在同樣的兆赫波頻率與微量分子條件下,塑膠線整合樣品基板之感測靈敏度比彩帶波導載負樣品之感測靈敏度高。基於此塑膠線整合樣品基板之最佳光學條件,可以展現各種顆粒狀與液滴狀分子造成樣品基板之不同波導響應,包括穿透率低值(或是損耗峰值)頻譜偏移,0 3 THz之損耗係數變化,以及等效波導折射係數或是損耗係數之頻譜變化等。此論文成?辨識醣類分子,包括葡萄糖、蔗糖、乳糖等,其感測解析能力約4-7 nmol/mm2左右,也成?辨識鹽類分子,包括海鹽與磷酸鹽兩種,其中感測解析能力約在20-60 nmol/mm2,此外,此波導感測技術法也能夠辨識抗體-抗原分子結合前後之差異。根據等效介質概念,此論文也發展塑膠線波導消逝波波之折射係數感測模型,期望可以從所量測的樣品基板之波導折射係數頻譜,進而可以取得待測分子之本質折射係數頻譜,這是目前所有光學感測技術法中最具挑戰而不容易達到之處,此論文已經從純液體沾附樣品基板之感測實驗中,說明此模型中所需要的樣品條件與其可信度,因此,塑膠線波導之消逝波感測技術法,未來將可以配合不同奈米孔洞尺寸的基板,將極微量的分子呈現可辨識的兆赫頻譜訊號,供應生物、化學等分析用途。
Date of Award2019
Original languageChinese
SupervisorJa-Yu Lu (Supervisor)

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