Název projektu
Teoretická a experimentální analýza optických senzorů založených na povrchové plazmonové rezonanci
Kód
SP2018/44
Řešitel
Období řešení projektu
01. 01. 2018 - 31. 12. 2018
Předmět výzkumu
Cíle projektu je možno rozdělit do dvou vzájemně se doplňujících směrů, zaměřených na teoretické a experimentální studium optických senzorů využívajících povrchové plazmonové rezonance (SPR):
1) Teoretická a experimentální analýza nové metody měření disperze kapalných analytů.
2) Teoretická a experimentální analýza nové metody měření malých změn indexu lomu analytu pomocí fázového posuvu indukovaného SPR.
V rámci teoretického přístupu budeme studovat novou metodu měření disperze indexu lomu kapalného analytu. Metoda bude vycházet z SPR jevu v Kretschmannově uspořádání a pro daný úhel dopadu a danou plazmonickou strukturu (hranol ze skla SF10, tenké vrstvy chromu a zlata na skle SF10) bude určována poloha minima ve spektru odrazivosti (tzv. dipu). Změna polohy dipu v závislosti na úhlu dopadu poslouží k určení disperze indexu lomu kapalného analytu. Nejprve bude provedena teoretická analýza této metody pro analyt známé disperze. Následně bude experimentálně ověřena funkčnost této metody při měření disperze indexu lomu různých analytů (voda, etanol, různé roztoky etanolu ve vodě).
Dále bude provedena teoretická a experimentální analýza nové metody měření malých změn indexu lomu analytu pomocí fázového posuvu indukovaného SPR. Jedná se tedy o analýzu velmi citlivého refraktometru pracujícího na principu interference ve spektrální oblasti a detekující malé fázové změny. Metoda využívá polarimetrickou sestavu se zdrojem bílého světla, dvojlomným krystalem a spektrometrem. Pro daný úhel dopadu bude určována spektrální fázová funkce a z ní pro jednu vlnovou délku její změna se změnou indexu lomu analytu. Nejprve bude provedena teoretická analýza této metody pro analyty s malými rozdíly indexu lomu (roztoky etanolu ve vodě). Následně bude experimentálně ověřena funkčnost této metody pro vhodné analyty.
Členové řešitelského týmu
Ing. Zdeněk Wilček
Ing. Jakub Kolář
Ing. Roman Kaňok
Ing. Jakub Chylek
Ing. Iva Tkáčová, Ph.D.
Specifikace výstupů projektu (cíl projektu)
Hlavním úkolem projektu je zapojení řešitelky a studentů do řešení problematiky optických senzorů indexu lomu kapalných analytů založených na povrchové plazmonové rezonanci (SPR). Plánované výstupy projektu lze rozdělit do následujících bodů:
1) Publikace v časopise s impakt faktorem zaměřená na analýzu a realizaci nové metody měření disperze kapalných analytů.
2) Publikace v časopise s impakt faktorem zaměřená na analýzu a realizaci nové metody měření malých změn indexu lomu kapalných analytů.
3) Prezentace výsledků zaměřených na analýzu a realizaci nových metod měření disperze a malých změn indexu kapalných analytů v rámci mezinárodních SPIE konferencí: Photonics Europe - Strasbourgh 2018, Czech-Polish-Slovak optical conference - 2018. Dále budou výsledky průběžně prezentovány na seminářích Katedry fyziky a na konferencích FEI.
Zdůvodnění financí:
Stipendia - 70.400 Kč
Materiál - 33 tis. Kč (mechanické prvky - držáky, svorky, kancelářské potřeby, tonery)
Drobný hmotný a nehmotný majetek - 115 tis. Kč
Služby - 39.400 Kč (vložné na konference: Photonics Europe, Strasbourgh 2018, Czech-Polish-Slovak optical conference 2018; ostatní služby, korektury AJ)
Cestovní náhrady - 44 tis. Kč (cestovné na Photonics Europe, Strasbourgh 2018, Czech-Polish-Slovak optical conference 2018, konzultace se splupracujícími pracovišti (Brno, Praha,...))
Doplňkové (režijní) náklady - 35.200 Kč (režijní náklady fakulty)
Konference - 15 tis. Kč (náklady na organizaci studentské vědecké konference s prezentací dosažených výsledků)