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基于MIM波导的多通道法诺共振等离子体折射率传感器
摘要： 基于亚波长金属-绝缘体-金属（MIM）波导，提出并分析了一种多通道法诺共振结构。首先，设计两个与特定侧耦合腔相关联的MIM输出端口，分别位于端耦合腔的中心和四分之一位置。由于暗模与亮模之间的干涉，在两个端口分别获得了具有非对称线型的双通道法诺共振。研究了高灵敏度和优值指标。此外，还研究了相位偏移，使得在法诺峰和谷处分别可获得正负群延迟。同样地，在端耦合腔的另一侧设置了两个具有相同谐振腔的额外输出端口。这种情况下，获得了性能可观的四通道法诺共振。该结构通过耦合模理论和时域有限差分法进行分析。相信该器件可用作芯片级折射率传感器和光学滤波器。
关键词： 法诺共振、亚波长MIM波导、折射率传感器。
更新于2025-09-23 15:21:01
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折射率工程化混合等离子体波导的模态特性
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?；诟醚遣ǔす庹ぃ⊿WG）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。
关键词： 微环谐振器、折射率传感器、亚波长光栅混合等离子体波导、倏逝场比率
更新于2025-09-23 15:21:01
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基于圆形布局D型光子晶体光纤的高灵敏度表面等离子体共振传感器
摘要： 提出了一种基于表面等离子体共振的高灵敏度D形光子晶体光纤折射率传感器。通过有限元法研究了该传感器的传感特性，数值结果表明：当待测物折射率（RI）在1.420至1.435范围内时，其平均灵敏度高达14600 nm/RIU，分辨率达到6.80×10?? RIU。该D形光子晶体光纤的空气孔布局设计为圆形且仅含两层结构，采用金作为表面等离子体共振活性材料沉积于抛光面，待测物置于光纤D形外层。这种结构解决了金膜镀制与孔内填充待测物的难题。所提出的PCF结构结合了圆形布局与D形设计，不仅易于制备，还具有显著的灵敏度优势。
关键词： 灵敏度，光子晶体光纤，折射率传感器，表面等离子体共振
更新于2025-09-23 15:21:01
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通过退火纳米粒子与薄膜的协同作用实现高性能等离子体折射率传感器
摘要： 基于等离激元纳米结构的折射率（RI）传感器是生物传感系统的核心组件，在人类疾病诊断中发挥着日益重要的作用。然而，传统等离激元RI传感器因制备工艺昂贵，其成本并非所有人都能承受。本研究实验展示了一种新型低成本、高性能的可见光RI传感器，采用粒子-薄膜构型。该传感器通过将退火处理的金纳米颗粒（NPs）以聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）为支撑转移至薄金膜上制备而成。通过反射和透射光谱测量分别实现了约209 nm/RIU和369 nm/RIU的折射率灵敏度。这种高灵敏度源于颗粒与薄膜界面间强等离激元介导的能量限制效应。转移工艺实现的晶圆级生产可能性和高工作稳定性，结合对环境折射率的高灵敏度，对实现生物应用的通用生物传感器具有重要影响。
关键词： 高稳定性、传输过程、低成本、折射率传感器、薄膜上粒子结构
更新于2025-09-23 15:19:57
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单实心核扁平光纤等离子体折射率传感器分析
摘要： 本文提出了一种基于表面等离子体共振（SPR）的单实心芯扁平光纤（SSCFF）折射率传感器，并采用有限元法（FEM）进行数值分析。该扁平光纤由五个圆形孔单列阵列构成，其中中央孔采用掺锗二氧化硅形成纤芯，其余孔隙对称分布于实心纤芯两侧并填充空气。光纤上表面涂覆有薄层贵金属金等离子体层，并由活性二氧化钛层?；?，待测分析物位于这些?；げ闵戏健Ｍüǔぱ始际跹芯苛讼诵镜寄Ｓ氡砻娴壤胱犹迥５鸟詈咸匦约罢凵渎什饬啃阅?。数值分析表明，该传感器能以良好线性响应检测折射率1.49至1.54的高折射率分析物。研究还揭示了表面等离子体共振波长与分析物折射率的依赖关系，测得最大波长灵敏度为4782 nm/RIU，分辨率高达2.09×10?? RIU。通过详细分析不同结构参数对损耗谱的影响，实现了SSCFF结构的优化。与传统光子晶体光纤相比，该SSCFF结构无制备复杂性，是开发便携式设备及高折射率分析物传感器（特别是化学和蛋白质传感器）的理想选择。
关键词： 光子晶体光纤、表面等离子体、光学传感、有限元法、折射率传感器
更新于2025-09-23 15:19:57
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氧化铟锡上欠蚀刻的等离子体圆盘，用于电化学与光学复合平台上的增强型折射率传感
摘要： 已证明一种简单方法可增强固定在导电氧化铟锡（ITO）基底上的金纳米盘折射率灵敏度。通过在50 mM硫酸中对ITO上的金纳米盘进行基底蚀刻减薄，实现了对体相折射率变化灵敏度的两倍提升。研究考察了中间钛粘附层的影响，发现其会显著改变蚀刻图案和时间：带有粘附层的蚀刻在长时间处理后能增强"盘-针"结构上的折射率灵敏度；而直接沉积在ITO上的纳米盘经蚀刻形成"盘-针垫"状构型，较短时间即可获得同等灵敏度提升。蚀刻过程中金纳米盘始终保持与ITO基底的电连接，可在纳米盘位置特异性电沉积聚3-氨基苯酚，从而展现增强的薄膜折射率灵敏度。该工作为电化学-光学复合平台提供了增强ITO基底纳米结构折射率灵敏度的简易方法，并建立了修饰电连接纳米结构表面的技术，在生物传感领域具有应用潜力。
关键词： 等离子体学、折射率传感器、胶体光刻技术
更新于2025-09-23 15:19:57
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基于H型光子晶体纤维的大检测范围等离子体传感器
摘要： 提出了一种基于H型光子晶体光纤（PCF）的表面等离子体共振（SPR）传感器，用于检测比所用光纤材料折射率更高或更低的宽范围折射率（RI）。该H型PCF的凹槽作为传感通道镀有金膜后直接与待测物接触，不仅降低了制造复杂度，相比其他设计还具备可重复使用特性。通过有限元法研究了该传感器的性能，数值结果表明：传感器可在1.33至1.49的大范围待测物折射率（na）内正常工作，在1.47-1.48的na区间达到25,900 nm/RIU（折射率单位）的最高灵敏度。此外，金膜厚度±10%的公差范围内传感器仍保持良好稳定性。
关键词： 光纤传感器、光子晶体光纤、折射率传感器、表面等离子体共振
更新于2025-09-23 15:19:57
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窄共振超灵敏等离子体波导折射率传感器
摘要： 提出了一种具有高角度灵敏度S和光谱灵敏度S、极小半高宽w（窄共振）以及极高品质因数χ=S/w的表面等离子体共振光学折射率传感器（适用于水介质），该传感器可在角度和光谱两种探测模式下工作。其结构由棱镜和复合等离子体波导组成，该波导包含高折射率介质层与薄金属（银）薄膜，二者之间由低折射率层隔开。金属薄膜上方为待测分析物介质。研究表明，即使采用低折射率棱镜，所提出的传感器仍能实现反射光谱极小的半高宽（FWHM），从而提升传感器性能。数值模拟显示，该构型可实现168度/折射率单位的角度灵敏度及χ=1680的品质因数，光谱灵敏度达到6000纳米/折射率单位。
关键词： 折射率传感器、水介质、表面等离子体共振（SPR）、生物/化学传感器
更新于2025-09-23 15:19:57
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方位角照明通过布洛赫表面波共振折射率传感器实现超高极角灵敏度
摘要： 研究了一种基于方位角照明激发的光栅耦合布洛赫表面波（BSW）共振的极角空间折射率（RI）传感器方案。研究表明，对于任意极角，总能找到BSW模式切向波矢与入射电磁波切向波矢垂直的BSW共振情况。当传感器设计为在此共振附近工作时，可预期获得超高极角灵敏度。数值模拟显示该极角灵敏度高达1786度每折射率单位（Deg/RIU），比文献报道值几乎高出近一个数量级。
关键词： 布洛赫表面波、方位角照明、极角灵敏度、折射率传感器
更新于2025-09-23 15:19:57
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基于金属-绝缘体-金属波导耦合T型腔与金属纳米棒缺陷的超高中折射率传感结构
摘要： 提出并采用有限元法研究了一种由金属-绝缘体-金属（MIM）波导耦合T型腔及多个金属纳米棒缺陷构成的超高等离子体折射率传感结构。该设计的等离子体MIM波导可形成腔共振区，金属纳米棒缺陷能有效将光限制在T型腔内。结果表明：较宽矩形腔中缺陷尺寸与较窄矩形腔长度是提升灵敏度性能的主要因素。该结构灵敏度最高可达8280 nm/RIU（RIU表示折射率单位），据我们所知这是基于等离子体MIM波导传感器报道的最高灵敏度。此外，该结构还可作为温度传感器使用，其温度灵敏度高达3.30 nm/°C。这种设计简单且易于制备的结构可应用于高灵敏度纳米级折射率传感器，并有望用于光学片上纳米传感器。
关键词： T形腔、纳米棒缺陷、温度传感器、有限元法、折射率传感器、金属-绝缘体-金属结构、等离子体激元学、灵敏度
更新于2025-09-19 17:13:59