Plasmonic phase sensor - build and optimization

Celem pracy było stworzenie detektora plazmonowego o wysokiej czułości detekcji. Na potrzeby badań zbudowano od podstaw układ detektora fazowego, w którym rezonans plazmonowy był uzyskiwany poprzez oświetlenie wiązką lasera pryzmatu pokrytego warstwą złota o grubości kilkudziesięciu nanometrów oraz siatki dyfrakcyjnej w postaci rozwarstwionej płyty DVD-R, również pokrytej cienką warstwą złota. Sensor tego rodzaju, oparty na siatce dyfrakcyjnej w postaci zmodyfikowanej płyty DVD-R, był skonstruowany po raz pierwszy. Czułość na zmiany współczynnika załamania światła w badanym ośrodku sprawdzano na podstawie zmian różnicy fazy światła lasera o polaryzacji s i p, odbijanego od pryzmatu oraz siatki dyfrakcyjnej. Kalibracja detektora bazująca na obserwacji zmian wskazań dla powietrza i czystego azotu pozwoliła na oszacowanie czułości na poziomie 2 * 10^{-7} RIU (refractive index unit) dla sensora z pryzmatem oraz 5 * 10^{-8} RIU dla sensora z płytą.

This thesis aimed to create a highly sensitive refractive index phase sensor. Plasmonic resonance was achieved with an incident laser beam on prism in Kretschmann configuration and also on reflective grating made from split DVD-R disc covered with a thin layer of gold. The sensor of this type, with diffractive grating made from a modified DVD-R disc, was constructed for the first time.Refractive index sensitivity was measured according to change of s and p polarization phase difference, reflected from prism and diffraction grating. Sensor calibration based on observation of changes for air and nitrogen allowed us to estimate sensitivity at the level of 2 * 10^{-7} RIU (refractive index unit) for the sensor with prism and 5 * 10^{-8} RIU for the sensor with grating.