研究目的
研究折射率工程化混合等离子体波导的模态特性与灵敏度，用于高灵敏度芯片实验室传感器。
研究成果
所提出的折射率工程化混合等离子体波导展现出高灵敏度和倏逝场比率，使其适用于高灵敏度芯片实验室传感器。该设计相比传统波导方案有显著改进。
研究不足
该研究基于模拟，可能需要实验验证。制造公差和实际实施挑战尚未充分探讨。
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折射率工程化混合等离子体波导的模态特性
DOI：10.1109/jsen.2020.2991215
期刊：IEEE Sensors Journal
出版年份：2020
更新时间：2025-09-23 15:21:01
摘要：
在本研究中，我们通过有限元法提出了一种折射率工程化的亚波长光栅硅基混合等离子体波导新设计方案。通过调节顶层硅厚度（HSi）可控制上包层中的强度积分（Γ）。当HSi=200 nm时获得0.85的最高消逝场比，该参数使混合模式能约束在低折射率介质中，同时在上包层保留较大消逝场。通过监测有效折射率对环境折射率的响应计算出波导灵敏度，最高模式灵敏度达0.7。基于该亚波长光栅（SWG）混合等离子体波导（HPWG）的环形谐振腔设计展现出高达1000 nm/RIU的光谱灵敏度，优于既往报道值。我们认为该波导方案是制备高灵敏度芯片实验室传感器的理想选择。
作者：
Muhammad Ali Butt，Nikolay Lvovich Kazanskiy，Svetlana Nikolaevna Khonina
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