Summary
Här presenterar vi ett protokoll för att uppskatta material och yta optiska egenskaper med hjälp av fotoakustiska effekten i kombination med total inre reflektion. Denna teknik försvinnande fältbaserade photoacoustics kan användas för att skapa en fotoakustisk mätsystem för att uppskatta materialets tjocklekar, bulk- och tunnfilmsbrytningsindex, och utforska deras optiska egenskaper.
Introduction
Framsteg i förståelsen av optiska material 1,3,4,6,7,10,13-16 har gett nya insikter i skapandet av tunnfilmsmaterial för en mängd optiska enheter, inklusive antireflektionsbeläggningar på linserna, hög utsläckningsförhållande optisk filter och högabsorberande platta vågledare 17. Dessa framsteg skulle inte vara möjlig utan användning av många karakteriseringstekniker, såsom ellipsometri 4,6,18, kontaktvinkelmätning, atomkraftsmikroskopi 7,11,19, och scanning / transmissionselektronmikroskopi, som bistår i den iterativa förbättringen av dessa tekniker genom att tillhandahålla direkta åtgärder eller indirekta uppskattningar av fundamentala optiska materialegenskaper. Nämnda egenskaper, såsom brytningsindex, styr hur materialen interagerar med infallande fotoner, som direkt påverkar deras funktion och deras användning i optiska tillämpningar. Emellertid var och en av dessa tekniker har begränsningar avseende upplösningention, provberedning, kostnad och komplexitet, och var och en genererar bara en delmängd av de uppgifter som behövs för att fullständigt karaktärisera materialet. Med detta sagt, en ny uppsättning tekniker, så kallade försvinnande fältbaserade photoacoustics (EFPA) 5,6,15,18,20-49 som visas i figur 1, har potential att uppskatta materialegenskaper på nanonivå i en konsoliderad uppsättning experiment. EFPA omfattar under tekniker för total intern reflektion fotoakustisk spektroskopi (TIRPAS) 23,25,26,33-35,43-45, fotoakustisk spektroskopi / total intern reflektion fotoakustisk spektroskopi refraktometri (PAS / TIRPAS refraktometri) 18, och optisk tunnling fotoakustisk spektroskopi (OTPAS) 6, och har använts för att uppskatta bulk och tunn film brytningsindex, filmtjocklekar, samt att detektera absorberande material på ett prisma / prov eller substrat / prov gränsytan.
För att förstå den EFPA mekanism, enmåste först förstå begreppet fotoakustisk spektroskopi (PAS), som hänvisar till den generation av ultraljudstryckvågor av den snabba termoelastisk expansion av en kromofor, efter absorption av en ultrakorta (<ps) ljuspuls (Figur 1). Teoretisk och matematisk ram för fotoakustiska effekten diskuteras i detta dokument kan erhållas här 50-59. Den resulterande tryckändring kan detekteras av en ultraljudsmikrofon eller omvandlare. Den fotoakustisk effekt, upptäcktes ursprungligen i 1880 med uppfinningen av Alexander Graham Bell photophone, "återupptäcktes" i början av 1970-talet på grund av framsteg inom laser och mikrofonteknik, och så småningom tas i praktisk användning för att fylla nischapplikationer från biomedicinsk avbildning till tunn film analys för att icke-förstörande provning av material. 1,53-57,59-82 Denna effekt kan matematiskt beskrivas med endimensionella vågekvationer, vari the våg är en enkel akustisk källa vars tryck (p) varierar i både position (x) och tiden (t):
med lösningar för enkla akustiska källor av formen 64
där p är tryck, Γ = aV s 2 / C p där α är volymen värmeutvidgningskoefficient, är v s ljudhastigheten i mediet, och Cp är värmekapaciteten vid konstant tryck, H 0 är den strålningsexponering av laserstrålen, c är ljudhastigheten i det exciterade mediet, är x längd, och t är tiden. Storleken av den resulterande akustiska vågen förlitar direkt på den optiska absorptionskoefficienten hos materialet, | j, a, wvilket är det inverterade värdet av den optiska inträngningsdjupet, δ, vilket i sin tur är ett mått på den sträcka som ljuset färdas tills den sönderfaller till en / e av dess ursprungliga optiska intensiteten. Medan ekvation (1) är en allmän ekvation för en endimensionell plan våg källa, kommer typiska absorbatorer avger en sfärisk akustisk våg i tre dimensioner. Bortom den matematiska beskrivningen, tillämpningar av fotoakustisk effekt 54 span många avbildningsmetoder, såsom mikroskopi, tomografi, och till och med molekylär avbildning på grund av den fotoakustiska effekten som har hög känslighet på grund av den stora optiska absorption på grund av den naturligt närvarande kromofor hemoglobin. Andra tillämpningar av fotoakustiska effekten inkluderar även en uppskattning av olika tunnfilmsegenskaper 15,16,20,21,24,26-32,36-39,41,42,56,83,84. Men PAS har vissa begränsningar: (1) dess omfattande optiska inträngningsdjupet eliminerar förmågan att sondera närområdet optiska egenskaper hos ytor (2) dets effektivitet i att fånga den emitterade akustiska energin är låg på grund av sfärisk utbredning av huvuddelen av den energi bort från detektorn (3) prover måste innehålla kromoforer i våglängdsordning under övervägande.
När de kombineras med evanescent fältbaserade tekniker är emellertid många av dessa begränsningar kan förbättras. Det evanescenta fältet inträffar när en ljusstråle undergår total intern reflektion (TIR), såsom beskrivs av Snells lag, vilken effekt också tillåter fiberoptiska vågledare för att styra ljus stora avstånd (km) för beräknings- och telekommunikationstillämpningar. I praktiska tillämpningar, är det evanescenta fältet används i en mängd av karakterisering och avbildningstekniker, inklusive dämpad totalreflektion spektroskopi (ATR). Imaging uppnås med hög kontrast på grund av inneslutning av ljuset inom de första hundra nanometer i provet av intresse. Det evanescenta fältet har formen av en exponentially avklingande fält som sträcker sig in i det yttre mediet till en optisk inträngningsdjup som är typiskt i storleksordningen av våglängden som används (vanligtvis ~ 500 nm eller mindre) såsom visas i ekvationerna 3 och 4.
där I är ljusintensiteten i% vid en plats z från prismat / prov gränsytan, är att jag 0 den inledande ljusintensiteten i% vid gränsytan, z är avståndet i nanometer, och δ p är det optiska inträngningsdjupet såsom visas i ekvation 4. med en sådan liten optisk inträngningsdjup, är det evanescenta fältet kan interagera med miljön mycket nära gränsytan mellan de två materialen, och långt under de optiska och akustiska diffraktion gränser. De optiska egenskaperna hos material eller partiklar inom detta intervall kan störa fältet eller på annat sätt ändra dess generering, vilken interaktion kan detekteras genom en mängd olika metoder 3,5,6,10,15,17,18,21,23,25-27,29-47,84-95.
När evanescent tekniker kombineras med PAS, kan de fotoakustiska vågformer producerade användas för att karakterisera material eller partiklar som interagerar med det evanescenta fältet, vilket skapar det evanescenta fält baserade photoacoustics (EFPA) familj av tekniker, såsom visas i figur 1. Denna familj inkluderar, men är inte begränsat till, total intern reflektion fotoakustisk spektroskopi (TIRPAS), optisk tunnling fotoakustisk spektroskopi (OTPAS), och ytplasmonresonans fotoakustisk spektroskopi (SPRPAS). Den intresserade läsaren hänvisas till följande referenser för avledningar av de ekvationer som används för TIRPAS 5,6,18,23,25,26,33-35,43-47, PAS / TIRPAS refraktometri 18, och OTPAS 6. I varje fall är den fotoakustiska effekten genereras genom en annan exciteringsmekanism än enkel transmittans genom ett prisma; till exempel, i TIRPAS, är ljuset evanescentkopplad genom en prisma / substrat / prov gränsytan in i de kromoforer (vilket kan innefatta provmaterialet i sig, eller gästmolekyler i provet), medan det i SPRPAS, är det primära sättet för excitering i stället genom absorption av en ytplasmon, som är en sekundär EM våg skapas när energin hos det evanescenta fältet överförs till elektronmolnet av ett metallskikt avsatt på prismaytan. Denna familj av tekniker uppfanns ursprungligen i början av 1980-talet av Hinoue et al., Och förbättrats av T. Inagaki et al. Med uppfinningen av SPRPAS, men såg mycket lite utveckling på grund av tekniska begränsningar hos ljuskällorna och tillgänglig utrustning för att upptäcka . På senare tid har tidigare undersökningar visat att ökad känslighet och användbarhet är möjligt med moderna polyvinylidenfluorid (PVDF) ultraljudsdetektorer och Q-switchad neodym-dopad yttrium aluminium granat (Nd: YAG) lasrar. Specifikt, nanosekund-pulsad Nd: YAGlasrar resultera i en 10 6-faldig ökning av toppeffekten, vilket gör det möjligt för EFPA tekniker för att bli användbara verktyg för att utvärdera de optiska egenskaperna hos en mängd olika material och gränssnitt 5,6,15,18,21-29,31-47,84 , 96. Dessutom har tidigare arbete vidare visat förmåga sådana tekniker för att bestämma strukturell information om material på ett gränssnitt, som tidigare aldrig kan uppnås med traditionella fotoakustisk spektroskopi (PAS) teknik på grund av sin relativt stora inträngningsdjup 53,55,57,59, 61,62,69,73,75,80,81.
Denna förmåga visas i de protokoll som följer under OTPAS teknik; dock på en mer grundläggande nivå de tre teknikerna var beroende av en annan definitiv ekvation, som bestämmer kapaciteten hos tekniken. Till exempel, i TIRPAS, det optiska inträngningsdjupet av det evanescenta fältet, δ 'p, driver i första hand den resulterande akustiskasignalintensiteten till ett absorberande prov, och beskrivs av:
där λ 1 är våglängden för ljus som färdas genom prismat mediet och definieras genom sambandet λ 1 = λ / n 1 där n 1 är brytningsindex hos prismat materialet. Dessutom hänvisar θ till vinkeln för excitering, och n 21 refererar till förhållandet av brytningsindexen för varje medium och definieras av n 21 = n2 / n 1, vari n 2 är brytningsindex hos provmaterialet. Ju större den optiska inträngningsdjupet, desto mer material som bestrålas. För fotoakustiska effekten är, desto större den optiska inträngningsdjupet, desto mer material håller på att exciteras som kan producera akustiska vågor som leder till en större akustisk signal.
där n 1 är brytningsindex hos prismat, är θ en infallsvinkeln mot prisma / prov gränsytan, n2 är brytningsindex för provet och θ 2 är vinkeln för det ljus som brytes genom den andra medium. Känsligheten att uppskatta brytningsindex av ett material drivs främst av noggrannheten hos uppskattningen av θ 1. I total inre reflektion, vilket uppnås när θ 1 är bortom den kritiska vinkeln som genererar ett evanescent fält, sin θ 2 = 1 och därför, ekvation 5 minskar till n 2 = n 1 sinθ 1. (Obs: θ 1 =θ kritiska) Genom att känna den vinkel vid vilken den numeriska derivatan (dP / dθ där P är topp-till-toppspänningen hos den fotoakustiska signalen och θ är infallsvinkeln hos ljuset med provet) av det fotoakustiska signalen har en lokala minima möjliggör för uppskattning av θ en som tillåter användaren att lösa för n 2 och således uppskatta bulkbrytningsindex för ett prov såsom visas i figur 1.
Slutligen, i OTPAS avser följande ekvation optisk transmission i% till fotoakustisk topp till topp spänning efter:
där T är den procentuella optisk transmission, p är topp-till-topp-spänningen som alstras av vinkelspektrumet av ett substrat med en film på det, är p 0 topp-till-topp-spänningen som alstras av vinkelspektrumet ofa substrat, är β kopplingskonstanten baserat på brytningsindex för prismat och immersionsoljan är α dämpningsfaktorn, och är en faktor som innefattar tjocklek och brytningsindex hos provfilmen inom det evanescenta fältet. Känsligheten av denna teknik till tjocklek och brytningsindex drivs av noggrannheten i uppskattningen av topp till topp akustiska signalintensiteter, p och p 0 vid varje infallsvinkel i vinkel spektrumet. Det har visat sig att β direkt kan beräknas baserat på brytningsindex för prismat och immersionsolja; följaktligen, är det en enkel uppgift att beräkna den optiska transmissionen vid varje infallsvinkel och att sedan extrahera en uppskattning för brytningsindex och tjockleken av filmen genom statistisk kurvanpassning analys. Den intresserade läsaren hänvisas till Goldschmidt et al. För mer information. 5,6
Than EFPA system är en fotoakustisk baserat system kapabelt att fastställa tjockleken, tunn film brytningsindex, bulkbrytningsindex, och generering av akustiska signaler genom optisk absorption för detektering. Systemet består av en laser, till en optisk tåg styra ljus till prismat / prov och till mätningssidan laserenergin. Laserenergimätning sidan används för att normalisera den fotoakustiska signalen till den infallande laserenergin såsom visas i figur 2. Den EFPA systemet drivs av en stegmotor föraren att rotera prismat / prov för vinkel spektra i PAS / TIRPAS refraktometri och OTPAS . Systemet förvärvar data genom en digital förvärv kort och tillhandahåller ett användargränssnitt och automatiserad skede kontroll genom en intern program.
Protocol
1. Ställ in systemet
- Använda cyanoakrylat epoxi för att vidhäfta en 9 mm diameter, 1 mm tjocka röda latexgummi cylindern till den främre ytan av en 10 MHz ultraljudsomvandlare och använda cyanoakrylat epoxi för att vidhäfta en 9 mm diameter, 1 mm tjock röd latex gummicylinder till en 6 mm tjock akryl blocket som sedan epoxied på samma sätt till referensultraljudsomvandlaren att fungera som en akustisk spacer.
- Inrätta en optisk tåg som har en balk expander att träffas av lasern först. Sedan placera en manuellt justerbar bländare sekund. Äntligen använda en polariserande stråldelare kuben som det tredje elementet och placera ultraljudsomvandlaren inte är i EFPA prismahållaren och omvandlaren i EFPA prismahållaren vid varje utgång av den icke-polariserande stråldelare.
Obs: Den polariserande stråldelare kub används för att säkerställa en ren, enkel polarisation för excitering, eftersom detta är avgörande för ett korrekt funktionalitet av alla EFPA tekniker. - Expandera uygiftering laserstråle med användning av linser för att skapa en beam-expander av minst 3X från Q-switchad Nd: YAG laser.
Obs: Balken är avsiktligt överdimensionerad jämfört med latexgummi absorbatorn på provgivare i syfte att säkerställa korrekt sensorfunktion trots laserljus gå av på grund av brytning genom prismat vid olika infallsvinklar. - Rikta den optiska tåget och EFPA prismahållaren, så att den platta sidan av fästet närmast prismat kommer att sättas till en 0 ° vinkel med användning av en digital nivå. Detta säkerställer en korrekt utgångspunkt för vinkelspektrumdata som kommer att samlas in under experimenten.
- Anslut och slå på externa enheter som oscilloskopet, stegmotorn föraren att datorn ultraljudstransorerna, och XY scen motorer. Fysiskt ansluta givaren inte i EFPA prisma fästet CH0 och fysiskt ansluta givaren i EFPA prisma fästet Ch1 via 50 ohm BNC-kablar. Programvaran är förprogrammerad att känna igen encoustic signaler från dessa specifika kanaler.
2. EFPA Systeminitiering och optisk justering
- manuellt justera den justerbara öppningen för att blockera strålen till en 1 mm diameter.
- Starta programmeringsprogrammet (t.ex. LabVIEW), ställa in vinkeln på 70 ° genom att trycka på den gröna "flytta" för att flytta fästet till vinkeln som behövs för 70 ° excitering vid prismat / prov gränsytan.
- Med hjälp av lämpliga laserskyddsglasögon (OD 7+ vid 532 nm), titta in i prismat från sidan vinkelrätt mot laserstrålen och manuellt flytta scenen i X- och Y-axeln med hjälp av rattarna tills en mm laserpunkten är fluorescerande synlig på gummilatex. Säkerställa att strålen är centrerad på latexen.
- Expandera manuellt justerbar bländare till dess maximala öppning och titta på den löpande frontpanel av programmet för att säkerställa både mätning fotoakustisk signal laserenergin från EFPA prismat mount (röd line) och fotoakustiska signalen från laserenergimätningssidan (vit linje) är synliga och är ungefär samma amplitud.
- Stoppa programmet genom att trycka på "STOPP" -knappen.
Obs: Om knappen inte trycks prismat måste återställas manuellt innan du fortsätter testningen. När initieringen-protokollet har fullbordats, kan TIRPAS, PAS / TIRPAS refraktometri, eller OTPAS utföras.
3. TIRPAS Technique
- Placera prismat i plastprisma monteringsadapter såsom visas i figur 3. Därefter placera 2,5 ^ il immersionsolja Index matchad till den typ av prismat används, på mitten av prismat och smörgås oljan genom att placera ett substrat på toppen av oljeskikt.
- Placera 25 | il av provet på latexgummi som är ansluten till givaren i EFPA givarfästet såsom visas i fig 3, så att det täcker hela ytan utan bubbelbildning. Provet kanvara vilken som helst optiskt absorberande materialet, såsom en lösning av färgämne, en biologisk vätska, eller en analyt suspenderades i en lösning. Det behövs ingen förberedelse av provet. Komprimera prismat montera och dra åt fästet tillsammans med fästskruvar till en uppsättning vridmoment på 16,75 g / mm för varje skruv.
- Välj "Setup" -fliken och välj "Setup" på rullgardinsmenyn.
- Kör programmet med titeln OTPAS tunn film analyzer_USB-5133.vi (Supplementary File).
- Se den akustiska signalen som alstras av provet som visas i Figur 4.
Notera: Infallsvinkeln kan ändras för att styra den optiska penetrationsdjupet för det evanescenta fältet för att observera tunnare eller tjockare optiska sektioner av provet.
4. PAS / TIRPAS Refraktometri
- Placera prismat i plast prisma monteringsadapter som visas i figur 3. Därefter placerar 2,5 pl immersionsolja index anpassade till den typ av prisma används på the centrum av prismat och smörgås oljan genom att placera ett substrat på toppen av oljeskiktet.
- Placera 25 | il av provet på gummistycke som är ansluten till givaren i EFPA givarfästet såsom visas i figur 3. Komprimera prismat montera och dra åt fästet tillsammans med fästskruvar till en uppsättning vridmoment på 16,75 g / mm för varje skruv.
- Välj "vinkel Spectrum" -fliken och välj "vinkel Spectrum" på rullgardinsmenyn. Nästa, mata in lämpliga parametrar i programmet som visas i tabell 1.
- Köra programmet och vänta tills vinkelspektrumet har avslutats och programmet är avslutat.
- Högerklicka på vinkel spektrum graf och välj "Export → Exportera data till Excel" för att spara data och öppna CSV-filen.
- Öppna dessa data i en grafprogram (t.ex. KaleidaGraph), och utför en numeriska derivatan på det att klicka på "Makron" och välja & #34; derivat ". Mata in lämpliga kolumner för att ta derivatan på och tryck" Okej "och den numeriska derivatan ska beräknas.
- Plottar numeriska derivatan vs. vinkel och välj "Curve fit". Välj "Smooth" alternativet 5,18,98 och markera kryssrutan av data under "kurvpassning val" för att passa för att jämna buller från data. Välj nedåtpilen under "Visa" och välj "Kopiera kurvpassning till datafönster" för att extrahera kurvpassningen data till en annan kolumn.
- söka manuellt genom kurvan passning för att hitta den lokala minimum och dess motsvarande infallsvinkel som indikerar en övergång från PAS till TIRPAS regimer. Detta minimum motsvarar den uppmätta kritiska vinkeln, såsom visas i figur 5. Genom att använda ekvationen n provet = n prisma synd θ c, beräkna bulkbrytningsindex för det okända provet vid den våglängder avsedda för laser förhör. Typiska resultat visas i tabell 1.
5. OTPAS
- Placera 2,5 pl immersionsolja (index matchas typ av glas som används) på mitten av prismat.
- Placera filmen eller substratet som skall testas filmsidan uppåt (bort från prismat) och kontrollerar att inga bubblor bildas under placering.
Obs: Om det bildas bubblor, avlägsna provfilm eller substrat och åter försöka ansökan. - Placera 25 | il immersionsolja på latexgummi så att immersionsolja rockar hela ytan utan bubbelbildning.
- Komprimera de substrat / filmskikt såsom visas i figur 3. Dra åt fästskruvarna till en uppsättning vridmoment på 16,75 g / mm som måste vara identiskt för varje skruv.
Obs: Momentnyckel i protokollet är i oz.-in., därför 16,75 g / mm ~ 15 oz.-in. - Välj "vinkel Spectrum" -fliken och välj "vinkel Spectrum" på rullgardins mänu. Nästa, mata in lämpliga parametrar i programmet som visas i tabell 3.
- Köra programmet och vänta tills vinkelspektrumet har avslutats och programmet är avslutat.
- Köra testet genom att utföra steg 5,1-5,6 med hjälp av substrat eller film (det som inte gjordes tidigare) som visas i figur 6.
- Välj "kurvpassningsfunktion" i rullgardinsmenyn och välj "Kurvan montering" -fliken. Nästa, mata in lämpliga parametrar som visas i tabell 5. Välj filmen scan under "Sample". Välj substrat scan under "substrat".
- Ingång brytningsindex, polarisering och andra alternativ för skanningar som tidigare körs i steg 5,1-5,6 som visas i tabell 4.
- Kör programmet genom att välja "kurvpassningsfunktion" i rullgardinsmenyn och välja "kurvpassningsfunktion" -fliken. Beakta brytningsindex och tjocklek enligt4,. Film RI "och" Tjocklek på film "visas längst upp till höger i programmets grafiska användargränssnitt Typiska data visas i figur 7.
- Använd "Batch fit" för att passa många skanningar på en gång genom att ange antalet skanningar till partiet passform och välja en CSV-fil för att mata ut data till och upprepar steg 5,10.
Obs: När programmet körs det kommer att passa varje uppsättning av data och utmatning alla brytningsindex, tjocklek och restvärden till CSV. För att detta ska fungera måste de skannar vara i en numerisk lista såsom scan_001.csv, scan 002.csv, etc.
Representative Results
Resultaten har visats för TIRPAS, PAS / TIRPAS refraktometri och OTPAS som de subtechniques inom EFPA plattformen. Figur 4 visar en representativ TIRPAS akustisk våg som genereras från ett absorberande prov. Den bipolära naturen hos den akustiska vågen är karakteristisk för den TIRPAS teknik och indikerar att TIRPAS sker. Denna bipolära vågform uppstår på grund av den akustiska reflektionen vid gränsytan mellan provet och glassubstrat på grund av en stor skillnad i akustisk impedans. För PAS / TIRPAS refraktometri Figur 5 och tabell 1 erhölls. Figur 5 visar den vinkel spektrum och numeriska derivatan erhålles för ett prov som genomgår testning för att uppskatta den bulkbrytningsindex. Tabell 1 visar resultaten av användning av PAS / TIRPAS refraktometri att uppskatta bulkbrytningsindex av vatten / PEG / Direct röd färg blandning som comparött till bulkbrytningsindex uppskattning med en vanlig handhållen refraktometer. Slutligen OTPAS resultat visas i figur 7 och tabell 2. Figur 7 visar två figurer av de vinkel avsökningar som tas under OTPAS. Tabell 2 visar en jämförelse mellan OTPAS och spektroskopisk ellipsometri av samma tunnfilmsprover.
Figur 1. Subtechnologies av EFPA. EFPA närvarande består av tre distinkta under teknik. Dessa teknologier är TIRPAS, PAS / TIRPAS refraktometri och OTPAS. Varje teknik kan utvärdera material för att härleda eller bestämmer olika egenskaper. TIRPAS detekterar material baserade på deras optiska absorptionen för biosensing ändamål, utvärderar PAS / TIRPAS refraktometri bulkbrytningsindex, och OTPAS utvärderar tunn film brytningsindex end tjocklek. I TIRPAS, ljuset bortom den kritiska vinkeln θ c skapar ett evanescent fält som kan generera en akustisk våg på att interagera med en optisk upptagare. I PAS / TIRPAS refraktometri, båda TIRPAS och PAS vågformer som erhållits från både övergående fältet fotoakustisk excitation och traditionella fotoakustisk excitation. Genom att plotta dessa två regimer på en vinkel spektrum graf kan observeras övergångsvinkel, som sedan kan användas för att härleda brytningsindex. Slutligen, i OTPAS, är ett spektrum av akustiska signaler som erhållits med laserbestrålning bortom den kritiska vinkeln θ c för både en tunn film på ett substrat och en kal substrat. Genom att tillämpa en icke-linjär kurvanpassningsalgoritm till data, den tunna skikttjocklek och brytningsindex kan härledas. Klicka här för att se en större version av denna siffra.
. Figur 2. EFPA schematisk / foto Vänster: För att ställa in EFPA laserstrålen måste byggas ut för att överfylla sensor område som omfattas av latexgummi. Balken bör inledningsvis vara i 45 graders vinkel mot prisma som visas. Höger:. Bild av installationen som visar den optiska tåget klicka god här för att se en större version av denna siffra.
Figur 3. Prov lastning. Prover är laddade med prismat gör optisk kontakt via immersionsolja till substratet. I TIRPAS eller PAS / TIRPAS refraktometri är direkt vätskekontakt uppnås med provet på underlaget för att testa. I OTPAS, den optiska kopplingen through ytterligare immersionsolja mellan substratet och röda latexgummi möjliggör optisk tunnling att inträffa. Fästet är sedan fast tillsammans med momentnyckel och fästskruvar. Klicka här för att se en större version av denna siffra.
Figur 4. TIRPAS typiska data. TIRPAS vågformer har vanligtvis en bipolär akustisk signal utseende som är kännetecknande för TIRPAS metoden. Klicka här för att se en större version av denna siffra.
Figur 5. PAS / TIRPAS typiska data. </ Strong> Vänster: Vinkelspektrumdata som erhålls genom bestrålning av provet vid olika infallsvinklar. Höger: Numerisk derivat av vänstra siffra som avslöjar en lokala minima som anger övergången från PAS till TIRPAS regimer, som i sin tur överensstämmer med positionen för den kritiska vinkeln. Återges med tillstånd. 18 Klicka här för att se en större version av denna siffra.
Figur 6. Programflödesschema. Programmet körs i några iterativa steg. Prismat fästet är satt till noll grader och sedan parametrar väljs innan du kör programmet. Då programmet körs för att förvärva en vinkel spektrum av både ett substrat och en film. Slutligen är en kurvanpassning till data för att uppskatta filmens brytningsindex och tjocklek. Återges med tillstånd. 6 Klicka här för att se en större version av denna siffra.
. Figur 7. OTPAS typiska data Vänster: Denna figur visar vinkelspektrumskanningar av en MgF2 film och en N-BK7-substrat respektive. Höger: Genom att dividera MgF2 filmen vinkel scan spektrum av N-BK7-substrat skanna och multiplicera med en konstant faktor beta, grad av optisk tunnel (%) jämfört med infallsvinkeln kan erhållas, vilket gör det möjligt att uppskatta brytnings Index och tjocklek av den tunna filmen. klicka här för att se en större version av denna siffra.
| PAS / TIRPAS | prov 1 | prov 2 | prov 3 | prov 4 | prov 5 | Atago R-5000 |
| Direct Red / PEG 125 | j, g / ml | 1,395 | 1,395 | 1,395 | 1,395 | 1,395 | 1,395-1,397 |
| Direct Red / PEG 250 | j, g / ml | 1,39 | 1,39 | 1,39 | 1,39 | 1,39 | 1,390-1,396 |
| Direct Red / PEG 500 | j, g / ml | 1,388 | 1,389 | 1,389 | 1,389 | 1,389 | 1,381-1,395 |
| Direct Red / PEG 750 | j, g / ml | 1,382 | 1,382 | 1,387 | 1,387 | 1,387 | 1,372-1,395 |
| myoglobin 460 | j, g / ml | 1,33 | 1,329 | 1,331 | 1,33 | 1,331 | 1,335 |
Tabell 1. PAS / TIRPAS resultat. Följande tabell visar typiska resultat för Direct Red färgämne med 50% PEG blandas in för att höja brytningsindex. Återges med tillstånd. 18
| Provtyp | Teknik | filmtyp | Brytningsindex | Tjocklek (nm) |
| Intrasample | OTPAS | MgF2 200 nm | 1,384 ± 0,004 | 203 ± 6 |
| Intrasample | Ellipsometry | MgF2 200 nm | 1,393 ± 0,001 | 192,4 ± 1,1 |
| Intersample | OTPAS | MgF2 200 nm | 1,395 ± 0,011 | 220 ± 19 |
| Intersample | ellipsometri | MgF2 200 nm | 1,392 ± 0,002 | 195,2 ± 1,8 |
Tabell 2. OTPAS resultat. Följande tabell visar typiska resultat för 200 nm MgF2 tunna filmer i OTPAS vs. spektroskopiska ellipsometri. Intrasample avser att testa en enda film tio gånger, medan intersample avser att testa tio filmer oberoende. Återges med tillstånd. 6
| # Av medelvärden | 1 | Startvinkel vinkel~~POS=HEADCOMP | 60 | Uppvärmning (min) | 0 | Brytningsindex (prisma) | 1,519 |
| # skanningar | 1 | Stegstorlek storlek~~POS=HEADCOMP | 0,1 | Spara till | "Yourfilename" .csv | mikrosteg # | 10 |
| Ställ Q-switch | 275 | stoppvinkel | 80 | laser välj | Surelite | Hastighet (rpm) | 500 |
| Feltolerans (%) | 5 | laser start | på | Lågpassfilter (program) | 1,00 x 10 7 | Acceleration (RPS) | 200 |
Tabell 3. Vinkel inställningar spektrum för PAS / TIRPAS refraktometer. Följande tabell visar de inställningar som krävs för en vinkel spektrum i PAS / TIRPAS refraktometer.
| # Av medelvärden | 64 | Startvinkel vinkel~~POS=HEADCOMP | 70 | Uppvärmning (min) | 1 | Brytningsindex (prisma) | 1,519 |
| # skanningar | 1 | Stegstorlek storlek~~POS=HEADCOMP | 0,1 | Spara till | "Yourfilename &# 8221; .csv | mikrosteg # | 10 |
| Ställ Q-switch | 275 | stoppvinkel | 72 | laser välj | Surelite | Hastighet (rpm) | 500 |
| Feltolerans (%) | 5 | laser start | på | Lågpassfilter (programmet) | 1,00 x 10 7 | Acceleration (RPS) | 200 |
Tabell 4. Vinkel inställningar spektrum för OTPAS. Följande tabell visar de inställningar som krävs för en vinkel spektrum i OTPAS.
| Lägre brytningsindex | 1 </ Td> | Tolerans | 1,00 x 10 -12 | kopplare RI | 1,519 | substratuppgifter | Välj yourfilename.csv |
| lägre tjocklek | 0 nm | Brytningsindex gissning | 1,3 | Våglängd | 532 nm | Flera filer spara till | Välj yourfilename.csv |
| övre tjocklek | 1000 nm | tjocklek gissning | 200 nm | Polarisering | P polariserad | Hur många filer | # Filer du vill passa |
| max iteration | 5000 | SubstratRI | 1,519 | filmuppgifter | Välj yourfilename.csv | Typ av passform | Enda passform / Batch passform |
Tabell 5. Curve anpassningsparametrar. Följande tabell visar de kurvanpassnings parametrar som är nödvändiga för korrekt parameteruppskattning.
Kompletterande kodfil. OTPAS tunn film analyzer_USB-5133.vi Klicka här för att ladda ner filen.
Disclosures
Författarna förklarar att de inte har några konkurrerande ekonomiska intressen.
Acknowledgments
Projektet har finansierats av National Science Foundation Brige Award (1.221.019).
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| 100 mm plano convex lens | Thorlabs | LA1509 | Plano convex lens for beam expander |
| -30 mm plano concave lens | Thorlabs | LC2679 | Plano concave lens for beam expander |
| 10 MHz Ultrasonic transducers | Harisonic | I31006T | Ultrasonic sensors used for photoacoustic detection, both for laser energy measurement and for OTPAS mount |
| Immersion oil Type A | Cargille | 16482 | Index of 1.519 to match that of NBK-7 substrates |
| Natural latex rubber sheet (red) | McMastercarr | 86085K11 | Index ~1.519 to match that of Type A immersion liquid to act as an optical absorber to measure optical tunneling and laser energy |
| Laser goggles | VERE | 53 | Used to protect eyes from laser light |
| Cage mounted non polarizing beam splitter cube | Thorlabs | CM1-BS013 | Split laser light so that one half can be measured and one half can be used for excitation |
| Cage mounted polarizing beam splitter cube | Thorlabs | CM1-PBS251 | Ensure light is polarized before being used for optical tunneling experiments |
| Graduated ring activated iris diaphragm | Thorlabs | SM1D12C | Cut beam down to a smaller size for alignment |
| Data acquisition card | National Instruments | USB-5133 | USB oscilloscope to acquire data |
| Stepper motor driver | National Instruments | MID-7604 | Stepper motor driver to drive stepper motors for angular spectra |
| Sherline XY stage (14”) | Sherline | 5600-CNC/5610-CNC | Sherline XY stage |
| 4-jaw self centering chuck | Sherline | 1076/1034 | Sherline rotational attachment |
| Right angle attachment | Sherline | 3701 | Right angle attachment to attach rotational mount |
| CNC rotary table | Sherline | 8730 | Rotary table for holding OTPAS prism/sample |
| Surelite I-20 laser system | Continuum | I-20 | Q-switched Nd:YAG laser for exciting samples |
| NBK-7 prism | Thorlabs | PS911 | Right angle prism for EFPA |
| Adjustable torque wrench | Tohnichi | RTD40Z | Adjustable torque wrench to equally tighten down the EFPA mount for each technique to 16.75 g/mm |
| Digital level | Micromark | 84519 | Digital level to ensure EFPA prism holder starts at 0 degree. |
References
- Byrappa, K., Kumar, B. V. S. Characterization of zeolites by infrared spectroscopy. Asian J Chem. 19 (6), 4933-4935 (2007).
- Coquil, T., Richman, E. K., Hutchinson, N. J., Tolbert, S. H., Pilon, L. Thermal conductivity of cubic and hexagonal mesoporous silica thin films. J Appl Phys. 106 (3), 034910 (2009).
- Courjon, D. Near-Field Microscopy and Near-Field Optics. , Imperial College Press. (2003).
- Dultsev, F. N. Investigation of the microporous structure of porous layers using ellipsometric adsorption porometry. Thin Solid Films. 458 (1-2), 137-142 (2004).
- Goldschmidt, B. S. Photoacoustic Evaluation of Surfaces via Pulsed Evanescent Field Interaction. , University of Missouri. Doctor of Philosophy thesis (2014).
- Goldschmidt, B. S., et al. Characterization of MgF2 thin films using optical tunneling photoacoustic spectroscopy. Opt Laser Technol. 73, 146-155 (2015).
- Junno, T., Anand, S., Deppert, K., Montelius, L., Samuelson, L. Contact mode atomic force microscopy imaging of nanometer-sized particles. Appl Phys Lett. 66 (24), 3295 (1995).
- Kang, T., Oh, S., Hong, S., Moon, J., Yi, J. Mesoporous silica thin films as a spatially extended probe of interfacial electric fields for amplified signal transduction in surface plasmon resonance spectroscopy. Chem Commun. (28), 2998-3000 (2006).
- Kresge, C. T., Leonowicz, M. E., Roth, W. J., Vartuli, J. C., Beck, J. S. Ordered mesoporous molecular sieves synthesized by a liquid-crystal template mechanism. Nature. 359 (6397), 710-712 (1992).
- Lew, C. M., Cai, R., Yan, Y. Zeolite Thin Films: From Computer Chips to Space Stations. Acc Chem Res. 43 (2), 210-219 (2010).
- Marchand, D. J., Hsiao, E., Kim, S. H. Non-contact AFM imaging in water using electrically driven cantilever vibration. Langmuir. 29 (22), 6762-6769 (2013).
- Yamada, T., et al. Surface Photovoltage NO Gas Sensor with Properties Dependent on the Structure of the Self-Ordered Mesoporous Silicate Film. Adv Mater. 14 (11), 812-815 (2002).
- Harrick, N. J.
- Splinter, R., Hooper, B. A. An Introduction to Biomedical Optics (Optics and Optoelectronics). , Taylor and Francis, Inc. (2006).
- Sathiyamoorthy, K., Joseph, J., Hon, C. J., Matham, M. V. Proceedings of SPIE - The International Society for Optical Engineering. 8001, Braga. (2011).
- Hernandez, C. M., Murray, T. W., Krishnaswamy, S. Photoacoustic characterization of the mechanical properties of thin films. Appl Phys Lett. 80 (4), 691 (2002).
- Veldhuis, G. J., Parriaux, O., Hoekstra, H. J. W. M., Lambeck, P. V. Sensitivity enhancement in evanescent optical waveguide sensors. J Lightwave Technol. 18 (5), 677-682 (2000).
- Goldschmidt, B. S., et al. Photoacoustic measurement of refractive index of dye solutions and myoglobin for biosensing applications. Biomed Opt Express. 4 (11), 2463-2476 (2013).
- Hansma, P. K., et al. Tapping mode atomic force microscopy in liquids. Appl Phys Lett. 64 (13), 1738 (1994).
- Shen, Y. C., Zhang, S. Y., Jiang, Y. S., Zhu, R., Wei, Y. Angular resonance absorption spectra of Langmuir-Blodgett films studied by the photoacoustic technique. Thin Solid Films. 248 (1), 36-40 (1994).
- Inagaki, T., Motosuga, M., Arakawa, E. T., Goudonnet, J. P. Coupled surface plasmons in periodically corrugated thin silver films. Phys Rev B Condens Matter. 32 (10), 6238-6245 (1985).
- Negm, S., Talaat, H. Effect of intrinsic surface roughness and other decay processes on surface plasmon polariton resonance halfwidth. Ultrasonics Symposium. 1, 509-514 (1992).
- Hinoue, T., Murata, H., Kawabe, M., Yokoyama, Y. Effects of thermal diffusion and solvent materials on photoacoustic signals in total internal reflection technique. Anal Sci. 2 (5), 407-410 (1986).
- Xu, M., Zhang, S., Inagaki, T. Investigation of optical resonance absorption on bigratings by photoacoustic angular spectroscopy. Shengxue Xuebao/Acta Acustica. 25 (5), 440-444 (2000).
- Hinoue, T., Kawabe, M., Yokoyama, Y. Measurement of concentration profile of dye at glass-solution interface by photoacoustic spectrometry coupled with total internal reflection technique. Bull Chem Soc Jpn. 60 (10), 3811-3813 (1987).
- Iwasaki, T., Sawada, T., Kamada, H., Fujishima, A., Honda, K. Observation of semiconductor electrode-dye solution interface by means of fluorescence and laser-induced photoacoustic spectroscopy. J Phys Chem. 83 (16), 2142-2145 (1979).
- Rothenhausler, B., Rabe, J., Korpiun, P., Knoll, W. On the decay of plasmon surface polaritons at smooth and rough Ag-air interfaces: A reflectance and photo-acoustic study. Surf Sci. 137 (1), 373-383 (1984).
- Jiang, Y., Zhang, S., Shao, H., Yuan, C. Optical properties of Langmuir-Blodgett films investigated by a photoacoustic technique. Appl Opt. 34 (1), 169-173 (1995).
- Inagaki, T., Goudonnet, J. P., Royer, P., Arakawa, E. T. Optical properties of silver island films in the attenuated-total-reflection geometry. Appl Opt. 25 (20), 3635-3639 (1986).
- Talaat, H., Bucaro, J. A., Huang, W., Macdiarmid, A. G. Photoacoustic detection of plasmon surface polaritons in heavily doped polyacetylene films. Synth Met. 10 (4), 245-253 (1985).
- Jung, C. S., Park, G., Kim, Y. D. Photoacoustic determination of field enhancement at a silver surface arising from resonant surface plasmon excitation. Appl Phys Lett. 47 (11), 1165-1167 (1985).
- Inagaki, T., Nakagawa, Y., Arakawa, E. T., Aas, D. J. Photoacoustic determination of radiative quantum efficiency of surface plasmons in silver films. Phys Rev B. 26 (12), 6421-6430 (1982).
- Hinoue, T., Shimahara, Y., Yokoyama, Y. Photoacoustic observation of solid-liquid interface by means of total internal reflection technique. Chem Lett. 12 (2), 225-228 (1983).
- Hinoue, T., Shimahara, Y., Murata, H., Yokoyama, Y. Photoacoustic spectrometry by total internal reflection technique: Dependence of photoacoustic signal intensity on concentration and optical path. Bunseki kagaku. 33 (11), E459-E466 (1984).
- Hinoue, T., Murata, H., Yokoyama, Y. Photoacoustic spectrometry coupled with total internal reflection technique : Theory and experiment. Anal Sci. 2 (5), 401-406 (1986).
- Inagaki, T., Kagami, K., Arakawa, E. T. Photoacoustic study of surface plasmons in metals. Appl Opt. 21 (5), 949-954 (1982).
- Negm, S., Talaat, H., Pelzl, J. Proceedings of the IEEE Ultrasonics Symposium. 2, IEEE. Piscataway, NJ, United States, Baltimore, MD, USA. 1259-1261 (1993).
- Talaat, H., Dardy, H. D. Ultrasonics Symposium Proceedings. 2, IEEE. New York, NY, USA, Atlanta, Ga, USA. 700-703 (1983).
- Royer, P., Goudonnet, J. P., Inagaki, T., Chabrier, G., Arakawa, E. T. Photoacoustic study of the optical absorption of oblate silver spheroids in attenuated-total-reflection geometry. Physica Status Solidi (a). 105 (2), 617-625 (1988).
- Abdallah, T., Negm, S., Talaat, H. Photoacoustic surface plasmon for the detection of nicotine. Egypt J Solids. 25 (2), 181-189 (2002).
- Negm, S., Talaat, H. Radiative and non-radiative decay of surface plasmons in thin metal films. Solid State Commun. 84 (1-2), 133-137 (1992).
- Negm, S., Talaat, H. Surface plasmon resonance halfwidths as measured using attenuated total reflection, forward scattering and photoacoustics. J Phys: Condens Matter. 1 (50), 10201-10205 (1989).
- Muessig, P. R., Diebold, G. J. Total internal reflectance optoacoustic spectroscopy. J Appl Phys. 54 (8), 4251 (1983).
- Sudduth, A. S. M., Goldschmidt, B. S., Samson, E. B., Whiteside, P. J. D., Viator, J. A. Total internal reflection photoacoustic detection spectroscopy. Progress in Biomedical Optics and Imaging. 7899, 78993E-78993E-78998 (2011).
- Goldschmidt, B. S., et al. Total internal reflection photoacoustic spectroscopy for the detection of beta-hematin. J Biomed Opt. 17 (6), 061212 (2012).
- Hinoue, T., Imamura, G., Yokoyama, Y. Study of the Adsorption Layer at the Glass-Dye Solution Interface by Variable Incidence-Angle Internal-Reflection Spectrometry. Bull Chem Soc Jpn. 66 (12), 3680-3685 (1993).
- Hinoue, T., Kawabe, M., Doi, S., Yokoyama, Y. Photoacoustic estimation of reflectivities at solid-liquid interfaces by using total internal reflection technique. Hyomen Kagaku. 10 (2), 129-134 (1989).
- Hinoue, T., Kawabe, M., Yokoyama, Y. Measurement of concentration profile of dye at glass-solution interface by photoacoustic spectrometry coupled with total internal reflection technique. Chem Soc Japan. 60, 3811-3813 (1987).
- Hinoue, T., Murata, H., Yokoyama, Y. Photoacoustic spectrometry coupled with total internal reflection technique: theory and experiment. Anal Sci. 2, 401-406 (1986).
- Kinney, J. B., Staley, R. H.
- McDonald, F. A., Wetsel, G. C. Jr
- Rosencwaig, A.
- Jacques, S. L., Palthauf, G., Viator, J. A. Photoacoustic imaging in biological tissues with pulsed lasers. Ann Biomed Eng. 28 (Suppl. 1), S-39 (2000).
- Xu, M., Wang, L. V.
- Rosencwaig, A.
- Hess, P. Photoacoustic, Photothermal and Photochemical Processes at Surfaces and in Thin Films. , Springer-Verlag. (1989).
- Rosencwaig, A. Photoacoustics and Photoacoustic Spectroscopy. , Wiley. (1980).
- Rosencwaig, A.
- Rosencwaig, A., Gersho, A. Theory of the photoacoustic effect with solids. J Appl Phys. 47 (1), 64-69 (1976).
- Holan, S. H., Viator, J. A. Automated wavelet denoising of photoacoustic signals for circulating melanoma cell detection and burn image reconstruction. Phys Med Biol. 53 (12), N227-N236 (2008).
- Viator, J. A. Characterization of Photoacoustic Sources in Tissue Using Time Domain Measurements. , Oregon Graduate Institute of Science \& Technology. (2000).
- Viator, J. A., et al. Clinical testing of a photoacoustic probe for port wine stain depth determination. Lasers Surg Med. 30 (2), 141-148 (2002).
- Viator, J. A., et al. A comparative study of photoacoustic and reflectance methods for determination of epidermal melanin content. J Invest Dermatol. 122 (6), 1432-1439 (2004).
- Viator, J. A., Jacques, S. L., Prahl, S. A. Depth profiling of absorbing soft materials using photoacoustic methods. IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics. 5 (4), 989-996 (1999).
- Weight, R. M., Viator, J. A. Detection of circulating tumor cells by photoacoustic flowmetry. Methods Mol Biol. 1102, 655-663 (2014).
- Gutierrez-Juarez, G., et al. Detection of melanoma cells in vitro using an optical detector of photoacoustic waves. Lasers Surg Med. 42 (3), 274-281 (2010).
- McCormack, D., Bhattacharyya, K., Kannan, R., Katti, K., Viator, J. A. Progress in Biomedical Optics and Imaging - Proceedings of SPIE. 7564, (2010).
- McCormack, D., Bhattacharyya, K., Kannan, R., Katti, K. Enhanced photoacoustic detection of melanoma cells using gold nanoparticles. Lasers Surg Med. Viator, J. A. 43 (4), 333-338 (2011).
- Hu, S., Maslov, K., Tsytsarev, V., Wang, L. V. Functional transcranial brain imaging by optical-resolution photoacoustic microscopy. J Biomed Opt. 14 (4), 040503-040503-040503 (2009).
- Viator, J. A., et al. Gold nanoparticle mediated detection of prostate cancer cells using photoacoustic flowmetry with optical reflectance. J Biomed Nanotechnol. 6 (2), 187-191 (2010).
- Bhattacharyya, K., et al. Gold Nanoparticle-Mediated Detection of Circulating Cancer Cells. Clin Lab Med. 32 (1), 89-101 (2012).
- Galanzha, E. I., Shashkov, E. V., Tuchin, V. V., Zharov, V. P. In vivo multispectral, multiparameter, photoacoustic lymph flow cytometry with natural cell focusing, label-free detection and multicolor nanoparticle probes. Cytometry Part A. 73A (10), 884-894 (2008).
- Viator, J. A., Choi, B., Ambrose, M., Spanier, J., Nelson, J. S. In vivo port-wine stain depth determination with a photoacoustic probe. Appl Opt. 42 (16), 3215-3224 (2003).
- Wang, L. V. Multiscale photoacoustic microscopy and computed tomography. Nature Photonics. 3 (9), 503-509 (2009).
- Rousseau, G., Gauthier, B., Blouin, A., Monchalin, J. P. Non-contact biomedical photoacoustic and ultrasound imaging. J Biomed Opt. 17 (6), 061217-061211-061217-061217 (2012).
- Hochreiner, A., Bauer-Marschallinger, J., Burgholzer, P., Jakoby, B., Berer, T. Non-contact photoacoustic imaging using a fiber based interferometer with optical amplification. Biomed Opt Exp. 4 (11), 2322-2331 (2013).
- Wang, Y., Li, C., Wang, R. K. Noncontact photoacoustic imaging achieved by using a low-coherence interferometer as the acoustic detector. Opt Lett. 36 (20), 3975-3977 (2011).
- McCormack, D., et al. Photoacoustic detection of melanoma micrometastasis in sentinel lymph nodes. J Biomech Eng. 131 (7), 074519 (2009).
- Weight, R. M., Viator, J. A., Dale, P. S., Caldwell, C. W., Lisle, A. E. Photoacoustic detection of metastatic melanoma cells in the human circulatory system. Opt Lett. 31 (20), 2998-3000 (2006).
- Swearingen, J. A., Holan, S. H., Feldman, M. M., Viator, J. A. Photoacoustic discrimination of vascular and pigmented lesions using classical and Bayesian methods. J Biomed Opt. 15 (1), (2010).
- Talbert, R. J., Holan, S. H., Viator, J. A. Photoacoustic discrimination of viable and thermally coagulated blood using a two-wavelength method for burn injury monitoring. Phys Med Biol. 52 (7), 1815-1829 (2007).
- Samson, E. B., et al.
- Goudonnet, J. P., Inagaki, T., Arakawa, E. T., Ferrell, T. L. Angular and polarization dependence of surface-enhanced Raman scattering in attenuated-total-reflection geometry. Phys Rev B. 36 (2), 917-921 (1987).
- Inagaki, T., Kagami, K., Arakawa, E. T. Photoacoustic observation of nonradiative decay of surface plasmons in silver. Phys Rev B. 24 (6), 3644-3646 (1981).
- Ruddy, V., MacCraith, B. D., Murphy, J. A. Evanescent wave absorption spectroscopy using multimode fibers. J Appl Phys. 67 (10), 6070-6074 (1990).
- Gupta, B. D., Singh, C. D. Fiber-optic evanescent field absorption sensor: A theoretical evaluation. iber Integr Opt. 13 (4), 433-443 (1994).
- Court, I. N., von Willisen, F. K. Frustrated Total Internal Reflection and Application of Its Principle to Laser Cavity Design. Appl Opt. 3 (6), 719-726 (1964).
- Suter, J. D., Sun, Y., Howard, D. J., Viator, J. A., Fan, X. Proceedings of SPIE - The International Society for Optical Engineering. 7056, (2008).
- DeGrandpre, M. D., Burgess, L. W. Long path fiber-optic sensor for evanescent field absorbance measurements. Anal Chem. 60 (23), 2582-2586 (1988).
- Sun, Y., et al. Optofluidic ring resonator sensors for rapid DNT vapor detection. Analyst. 134 (7), 1386-1391 (2009).
- Mukundan, H., et al. Waveguide-Based Biosensors for Pathogen Detection. Sensors. 9 (7), 5783-5809 (2009).
- Gohring, J. T., Dale, P. S., Fan, X. Detection of HER2 breast cancer biomarker using the opto-fluidic ring resonator biosensor. Sensors and Actuators B: Chemical. 146 (1), 226-230 (2010).
- Sai, V. V. R., et al. Label-free fiber optic biosensor based on evanescent wave absorbance at 280nm. Sensors Actuators B: Chem. 143 (2), 724-730 (2010).
- Wang, F., Anderson, M., Bernards, M. T., Hunt, H. K. PEG Functionalization of Whispering Gallery Mode Optical Microresonator Biosensors to Minimize Non-Specific Adsorption during Targeted, Label-Free Sensing. Sensors (Basel). 15 (8), 18040-18060 (2015).
- Leung, A., Shankar, P. M., Mutharasan, R.
- Saavedra, S. S., Reichert, W. M. Integrated optical attenuated total reflection spectrometry of aqueous superstrates using prism-coupled polymer waveguides. Anal Chem. 62 (20), 2251-2256 (1990).
- Cargille Labs. Cargille Microscope Immersion Oils. , http://www.cargille.com/immeroil.shtml (2015).
- Stineman, R. W. A Consistently Well-Behaved Method of Interpolation. Creat. Comp. , 54-57 (1980).
