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。