افزایش حساسیت فاز در حسگر تشدید پلاسمون سطحی در چیدمان تداخل‌سنج هتروداین قطبشی مسیر مشترک

تشدید پلاسمون سطحی (spr) برانگیختگی نوسانات تجمعی بار در فصل مشترک فلز و دی‌الکتریک است. از میان روش‌های مختلف اندازه‌گیری مبتنی بر پلاسمون سطحی، روش‌های برپایۀ اندازه‌گیری فاز دارای دقت و حساسیت بیشتری هستند.‎ فاز موج را می‌توان با دقت مناسبی به روش‌های مختلف تداخل‌سنجی اندازه‌گیری نمود. تداخل‌سنجی هتروداین قطبشی مسیر مشترک نسبت‌به روش هتروداین متداول دارای مزیت پایداری در برابر تغییرات ناشی از لرزش و تغییرات دمایی در محیط اطراف است. افزایش حساسیت، به‌عنوان یکی از چالش‌های مهم در طراحی و ساخت انواع حسگرهای مبتنی بر spr، همواره مورد توجه بوده است. در این پژوهش، پس از بررسی نظری افزایش حساسیت فاز ناشی از اضافه نمودن تیغۀ ربع موج در تداخل‌سنج هتروداین قطبشی مسیر مشترک، تغییر فاز موج پلاسمون سطحی در چیدمان استاندارد تداخل‌سنج هتروداین قطبشی مسیر مشترک اندازه‌گیری می‌شود و از مقایسۀ نتایج حاصل با نتایج چیدمان اصلاح‌شده، افزایش حساسیت به اثبات می‌رسد. نتایج تجربی افزایش حساسیت حداقل 3.5 برابر را نشان می‌دهد.

Research Paper: The Phase Sensitivity Enhancement of the Surface Plasmon Resonance Sensor in the Commonpath Polarization Heterodyne Interferometry

Surface plasmon resonance (SPR) is the excitation of cumulative charge oscillations in the metaldielectric interface. Of the various surface plasmonbased measurement methods, phasebased measurement methods are the most accurate and sensitive. The wave phase can be measured with appropriate accuracy by various interferometry methods. The common path polarization heterodyne interferometry method compared to the conventional heterodyne method has the advantage of stability against changes in the ambient due to vibration and temperature changes. Increasing sensitivity has always been considered as one of the important challenges in designing and manufacturing various types of SPRbased sensors. In this study, after a theoretical investigation of enhancement of the phase sensitivity due to the addition of a quarterwave plate in the common path polarization heterodyne interferometer, the SPR phase change in the standard common path polarization heterodyne interferometer arrangement is measured. Comparing the results with the results of the modified setup proves the phase sensitivity enhancement. Experimental results show a sensitivity enhancement of at least 3.5 times.