技术特征：
1.一种基于有限尺寸介质纳米球阵列的粒子传感系统，其特征在于，该传感系统包括激励光调控模块(1)、针孔滤波器(2)、棱镜模块(3)、有限尺寸介质纳米球阵列(4)、透明衬底(5)、显微光谱分析模块(6)；激励光顺序通过激励光调制模块(1)、针孔滤波器(2)、棱镜模块(3)为有限尺寸介质纳米球阵列(4)提供宽谱平行光照明，宽谱平行光通过棱镜模块(3)实现特定角度的光激励，并照射在透明衬底(5)上的有限尺寸的介质纳米球阵列(4)上，实现阵列特征尖峰的激发，通过显微光谱分析模块(6)测试有限尺寸的介质纳米球阵列(4)的散射光谱，根据特征尖峰的移动实现传感。2.根据权利要求1所述的一种基于有限尺寸介质纳米球阵列的粒子传感系统，其特征在于，所述的激励光调控模块(1)由顺序设置的卤钨灯/氙灯(1.1)、空间滤波器(1.2)、棱镜扩束器(1.3)构成。3.根据权利要求1所述的一种基于有限尺寸介质纳米球阵列的粒子传感系统，其特征在于，所述的针孔滤波器(2)的针孔直径为2微米到500微米。4.根据权利要求1所述的一种基于有限尺寸介质纳米球阵列的粒子传感系统，其特征在于，所述棱镜模块(3)为耦合棱镜，折射率为1.9-2.3，宽谱平行光在通过棱镜调节入射为25.7
°‑
90
°
。5.根据权利要求1所述的一种基于有限尺寸介质纳米球阵列的粒子传感系统，其特征在于，所述的有限尺寸的介质纳米球阵列(4)为直径为10-1000纳米的介质纳米球呈蜂窝状的方式的密集排列，各介质纳米球之间的间隔为2-50纳米，每个介质纳米球阵列单元大小在10纳米-50微米，每个单元含有的介质纳米球数量为9-1000个。6.根据权利要求4所述的一种基于有限尺寸介质纳米球阵列的粒子传感系统，其特征在于，所述的介质纳米球的材料包括二氧化硅、氧化铝、氮化硅或氧化钛。7.根据权利要求1所述的一种基于有限尺寸介质纳米球阵列的粒子传感系统，其特征在于，所述的透明衬底(5)包括石英衬底、聚二甲基硅氧烷衬底、聚乙烯衬底、聚苯乙烯衬底、氧化铟锡衬底或者掺铝氧化铟衬底。8.根据权利要求1所述的一种基于有限尺寸介质纳米球阵列的粒子传感系统，其特征在于，所述的显微光谱分析模块(6)由光谱分析仪(6.1)、线阵光谱相机(6.2)、和电脑(6.3)构成，将特征尖峰的变化光信号转化为电信号进行传感分析。9.一种如权利要求1所述的一种基于有限尺寸介质纳米球阵列的粒子传感系统的测试方法，其特征在于，该粒子传感系统的测试方法为：第一步：激励光的调控：激励光通过激励光调控模块(1)和针孔滤波器(2)将光束调控为宽谱平行光并聚焦到棱镜模块(3)上，从而达到光学器件的调控以获得特定角度的激励光；第二步：纳米球阵列特征尖峰的激发：使用特定角度的激励光照射到有限尺寸介质纳米球阵列(4)上，通过显微光谱分析模块(6)分析其特征尖峰的位置与形状特征；第三步：微纳粒子的传感：在透明衬底(5)上加入大小为200-400纳米的纳米球；上述得到的特定角度的激励光一部分照射到透明衬底(5)上，另一部分散射入显微光谱分析模块(6)，在显微光谱分析模块(6)中观察第二次得到的特征尖峰；并与未加入待纳米微球前相对照，根据特征尖峰的偏移进行传感分析。
技术总结
本发明公开了一种基于有限尺寸介质纳米球阵列的粒子传感系统，包括激励光调控模块、针孔滤波器、棱镜模块、有限尺寸介质纳米球阵列芯片、显微光谱分析模块。激励光调控模块和针孔滤波器为介质纳米球阵列提供宽谱平行光照明，宽谱平行光通过棱镜模块实现特定角度的光激励，并照射在有限尺寸的介质纳米球阵列上，实现阵列特征尖峰的激发，通过显微光谱分析模块测试有限尺寸纳米球阵列的散射光谱，根据特征尖峰的移动实现传感。该系统特色是将粒子传感单元的高度方向降低至百纳米尺度，尺寸远小于传统的微球等光学谐振腔，联同棱镜的大角度入射及显微光路的竖直接收，可显著减低系统杂散光，实现纳米尺度的高灵敏传感。实现纳米尺度的高灵敏传感。实现纳米尺度的高灵敏传感。
技术研发人员：张彤 苏丹 吴威龙 陈泽贤
受保护的技术使用者：东南大学
技术研发日：2022.03.28
技术公布日：2022/6/24