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基于金薄層上的二氧化鈦光柵的自參考等離子體激元傳感器:光通信波段的模擬性能分析

2019-08-23

在等離子體激元傳感器研究領域,對于具有自參考功能的基于介電光柵的表面等離子體激元共振(surface plasmon resonance)傳感器的研究相對較少。最近,印度德里理工學院應用科學系物理部的Anuj K. Sharma課題小組報道了他們關于等離子體激元傳感器研究的最新成果。他們在光學通信波段(optical communication band),提出了一種在電介質基體(dielectric substrate)上的金薄膜上集成二氧化鈦光柵的表面等離子體激元共振傳感器,這種傳感器是帶有自參考功能的(self-referenced)。

研究人員采用嚴格耦合波分析(rigorous coupled wave analysis)方法,對傳感器的工作進行模擬仿真,并對性能參數進行評估。他們還利用基于有限元方法的場強分析方法,研究了兩種等離子體激元模式(分析物模式和基體模式)在各自共振條件下的行為。另外,研究者們進一步分析了各種光柵變量對傳感器性能的影響。模擬結果表明,在光學通信波段,在光柵變量優化值的條件下,平均光譜靈敏度和表面等離子體激元共振曲線寬度分別達到了693.88 納米/折射率單位和26.03納米。

研究人員指出,他們提出的這種在二氧化硅基體上的金薄膜上加入二氧化鈦光柵的方案將比現有的基于光柵的等離子體激元傳感器擁有更高的靈敏度,而且這種靈敏度性能優勢對于很大范圍內的分析物折射率來說都將成立。

(來源:光電匯



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