Mid-infrared surface plasmon resonance grating sensor using FT-IR source

Title
Mid-infrared surface plasmon resonance grating sensor using FT-IR source
Authors
권용건이택성김원목김인호이경석성태연
Keywords
표면 플라즈몬; 중적외선 센서; 회절격자; FT-IR
Issue Date
2014-02
Publisher
한국광학회 2014년 동계학술발표대회
Citation
, 454-455
Abstract
최근 환경 및 의학에 관심이 커지면서, 오염물질이나 단백질, 생체 분자들을 측정하고 분석할 수 있는 환경, 바이오 센서의 시장이 주목받고 있다. 그 중 제작비용이 저렴하고, 실시간 변화 측정이 가능하며 비표지 방식으로 다양한 장점을 갖고 있는 광을 이용한 표면 플라즈몬 공명(surface plasmon resonance, SPR) 센서에 대해 연구가 활발히 이루어지고 있다. 특히 파장이 2-20um의 중적외선(Mid-infrared)을 이용한 SPR 센서는 이 파장영역에서 여러 표지물질의 분자진동에 의한 흡수를 활용할 수 있어 그 활용도가 더욱 주목을 받고 있다. 중적외선 파장 영역에서 SPR 현상을 센서와 결합(coupling)시키기 위해 가시광에서 많이 사용하는 프리즘이나 고배율 렌즈를 많이 사용하고 있으나, 이파장 영역에서 사용 가능한 투명 기판재료의 한계와 더불어 가공이 어렵다는 단점이 있어 회절격자를 이용한 결합 방식이 많이 사용되고 있다(1). 또한 중적외선 영역에서 사용할 수 있는 광원의 경우 QCL(quantum cascade laser)와 같은 단색광을 사용하는 것이 이상적이지만, 파장 선택의 한계와 더불어 고가인 것이 활용에 한계가 있어 FT-IR(Fourier transform-infrared)와 같은 광원을 사용하는 것이 일반적이다. 하지만 FT-IR의 경우 레이저와 같이 결맞는(coherent) 광원이 아니기 때문에 직진성이 약 하고 평행빔을 만들기가 어려워 회절격자와 같이 평행빔의 각도에 민감한 소자에 적용하기에는 여러 제약이 따른다. 본 논문에서는 중적외선 영역에서 기판 재료 선택 및 가공에 대한 제약을 극복하기 위해 회절격자를 이용하고 FT-IR을 광원으로 사용하기 위해 기존의 FT-IR 장치를 변형하여 회절격자의 감도를 높이기 위한 방법을 제시하고자 한다.
URI
http://pubs.kist.re.kr/handle/201004/48546
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KIST Publication > Conference Paper
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