传感器作业

0 100 200 300 400 500 0 15 30 45 60 75 yyi1yiyi1xixi1(xxi1)输出为40 mV ，温度为：？

输入任意电压，确定温度？

#include using namespace std; void main() {

int y[6]={0,100,200,300,400,500},x[6]={0,15,30,45,60,75},X,Y; cout<<\"设被测温度为y（℃），输出电压为x（mV）。\"<cin>>X;

for(int i=5;i>=0;i--)

if(X==x[i]) cout<<\"输出电压值为\"<x[i-1]&&X{Y=y[i-1]+((y[i]-y[i-1])/(x[i]-x[i-1]))*(X-x[i-1]);

cout<<\"输出电压值为\"<75)

{cout<<\"你输入的值不在被测范围内，请重新输入。\"<>X;i=6;}

一．金属表面的电荷密度波叫表面等离子激元，即金属表面沿着金属和介质界面传播的电子疏密波。金属表面存在着大量的价电子，它们自由地运动在费米面内，由于库仑作用的长程性，导致电子系统存在着集体激发，其密度起伏相对于原子核的正电荷背景而言，形成一个正负离子的集体的振荡。表面等离子体是一种在金属一介质界面上激发并耦合电荷密度起伏的电磁振荡,具有近场增强、表面受限、短波长等特性。SPP表面等离激元是一种由入射光场和表面电子集体震荡相互作用产生的元激发，以共振的形式存在于金属和电介质的交界面上。

二．表面等离子体子共振是一种物理光学现象。它利用光在玻璃与金属薄膜界面处发生全内反射时渗透到金属薄膜内的消失波,引发金属中的自由电子产生表面等离子体子,在入射角或波长为某一适当值的条件下,表面等离子体子与消失波的频率与波数相等,二者将发生共振,入射光被吸收,使反射光能量急剧下降,在反射光谱上出现反射强度最低值,此即为共振峰。当紧靠在金属薄膜表面的介质折射率不同时, 共振峰位置将不同。

三．激发方式：

由于在一般情况下，表面等离子体波的波矢量大于光波的波矢量，所以不可能直接用光波激发出表面等离子体波。为为了激励表面等离子体波，需要引入一些特殊的结构达到波矢匹配，常用的结构有以下几种： 采用棱镜耦合的方式

棱镜耦合的方式包括两种：一种是Kretschmann结构：金属薄膜直接镀在棱镜面上，入射光在金属-棱镜界面处会发生全反射，全反射的消逝波可能实现与表面等离子体波的波矢量匹配，光的能量便能有效的传递给表面等离子体，从而激发出表面等离子体波。这是目前广泛用于表面等离子体的科研与生产的一种结构。另一种是Otto结构：具有高折射率的棱镜和金属之间存在狭缝，狭缝的宽度比较小，大约几十到几百个纳米，这样使用起来比较不方便，所以只有在科研的过程中会偶尔用到。 波导结构

利用波导边界处的消逝波激发表面等离子体波，使波导中的光场能量耦合到表面等离子体波中。如图所示，波导两侧光波是消逝波，当在波导的某个位置镀上金属，这样当光波通过这个区域的时候就能够激发出表面等离子体波。在实际的研究中，常采用光纤做波导，剥去光纤某段的包层，再镀上金属，这样就实现了一种最简单的波导激发表面等离子体波的结构。 采用衍射光栅结构

利用光栅引入一个额外的波矢量的增量实现波矢量的匹配。这是目前研究的热点和重点，常用的光栅主要是一维光栅，二维光栅以及孔阵列结构和颗粒阵列，图中是一维的光栅结构。由于光栅结构的材料参数与几何参数等都可以自己选定，可供研究的内容很丰富。这种结构一方面能够激发表面等离子体波，另一方面二维光栅结构中能够引入能带，从而使得表面波的特性受到能带的影响，使得器件的参数更加可控。

采用强聚焦光束

利用高数值孔径的显微目镜直接接触到介质层，在介质层与目镜之间涂上匹配油层，高数值孔径能够提供足够大的入射角，能够实现波矢量匹配，从而激发出表面等离子体波。 采用近场激发

用一个尺寸小于波长的探针尖在近场范围内去照射金属表面，由于探针尖尺寸很小，从探针尖出来的光会包含波矢量大于表面等离子体波矢量的分量，这样就能够实现波矢量的匹配。 四．表面等离子体激元在传感器中的应用: 表面等离子体激元共振技术(SPR)是利用消失波原理,使表面等离子体激元共振强度得到较大提高,从而使分析方法的灵敏度得到提高的一种技术。表面等离子体激元在传感器的应用领域有：一、物理量检测：薄膜光学，膜厚测量和角度测量等，如有溶胶凝胶薄膜传感器；二、化学检测：化学成分、浓度以及参与化学反应的特性等，有光化学传感器；三、生物检测：特定生物分子的识别及其浓度的测定等，有生物传感器。

五．表面等离子体激元在其他领域中的应用： 1.新型光源和能源

2008年, Koller等人介绍了一种源于SPPs的有机发光二极管的电开关表面等离子体源[ 18] , 这种电源可提供自由传播的表面等离子体波, 并对有机集成光子回路和光电传感有着潜在的应用价值, 他们的实验证实了表面等离子体的受控耦合和有机原料中的激子能对改良的有机发光二极管和有机光电装置的制作提供帮助。W alters等人也展示了一种利用SPPs的硅基电源。 这种电源是利用和后端CMOS 技术相兼容的低温微观技术制成的。 2.光子芯片和集成器件

通过改变金属表面结构, 表面等离子激元的性质, 特别是与光的相互作用机制也将随之变化。表面等离子体激元为发展新型光子器件、宽带通讯系统、尺度极小的微小光子回路、新型光学传感器和测量技术提供了可能。2009年, RupertF. Ou lton等人报导了纳米尺度等离子体激光器的实验验证工作 , 获得了比衍射极限小100 #的光学模式。这种等离子体激光器为探索光与物质极限相互作用提供了可能, 开创了光子电路和量子信息技术等领域研究的新途径。