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基于平面多层结构的窄带全角度折射率传感器

DOI：10.1109/JSEN.2019.2890863 期刊：IEEE Sensors Journal 出版年份：2019 更新时间：2025-09-23 15:22:29
摘要： 本工作报道了一种基于Tamm等离子体共振（TPR）的窄带全角度折射率传感器设计，该设计通过引入与不相邻金属层集成的分布式布拉格反射器（DBR）实现。待测分析物流经由DBR和不相邻金属层构成的腔体。模拟结果表明，入射光可被强约束于特殊设计的腔体中。孤立DBR禁带内的尖锐反射凹陷表明Tamm模式的激发，且在不同折射率的多种分析物作用下监测了光谱特性。优化设计的系统显示出高达860 nm/RIU（折射率单位）的灵敏度（S）和约2.2 nm的半高全宽（FWHM），其品质因数（FOM）达391。此外，在TM和TE偏振光下，这种高灵敏特性可在0°至近90°的宽角度范围内保持。
作者： Linling Qin，Shaolong Wu，Cheng Zhang，Xiaofeng Li
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

设计一种基于Tamm等离子体共振（TPR）的窄带全角度折射率传感器，采用平面多层结构实现高灵敏度、低成本检测。

研究成果

所提出的平面多层结构能够实现高性能的折射率传感，其灵敏度高达860 nm/RIU，品质因数（FOM）达391，且能在宽角度范围内保持稳定。与纳米结构传感器相比，该结构具有制备简便、成本效益高的优势，在化学和生物医学监测领域具有应用潜力。

研究不足

该研究基于数值模拟，未经实验验证。传感器性能可能受制造缺陷影响，且所测试的折射率范围仅限于1.32-1.42。角度性能在TM偏振光高入射角下会出现下降。

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