基于十字连通形环形谐振腔金属-介质-金属波导的折射率传感器和滤波器

作     者：祁云平 张雪伟 周培阳 胡兵兵 王向贤 Qi Yun-Ping;Zhang Xue-Wei;Zhou Pei-Yang;Hu Bing-Bing;Wang Xiang-Xian

作者机构：西北师范大学物理与电子工程学院甘肃省智能信息技术与应用工程研究中心兰州730070 兰州理工大学理学院兰州730050 

基　　金：国家自然科学基金(批准号:61367005) 甘肃省自然科学基金-创新基地和人才计划(批准号:17JR5RA078) 西北师范大学青年教师科研能力提升计划(批准号:NWNU-LKQN-17-6) 西北师范大学"学生创新能力提升计划"(批准号:CX2018Y167)资助的课题~~ 

出 版 物：《物理学报》 (Acta Physica Sinica)

年 卷 期：2018年第67卷第19期

页      码：262-268页

摘      要：提出了由十字连通形环形谐振腔耦合两个金属-介质-金属(metal-insulator-metal, MIM)波导的结构,并用有限元法数值研究了表面等离极化激元在结构中的传输特性.通过对透射谱的研究,系统地分析了MIM结构的传感特性.结果表明,在透射光谱中有三个共振峰,即存在三种共振模式,其中透射峰与材料的折射率呈线性关系.通过对结构参数的优化,得到了折射率灵敏度(S)高达1500 nm/RIU的理论值,相应的传感分辨率为1.33×10^(-4)RIU.更重要的是,灵敏度不受结构参数变化的影响,这意味着传感器的灵敏度不受制造偏差的影响.此外,谐振波长与环形腔中心半径成线性关系,该器件在较大波长范围内实现可调谐带通滤波.透射强度随着波导与环形腔间距的增大而减小,透射带宽同时减小,因此,可以通过控制环形腔与波导的耦合距离来调谐透射强度及透射带宽.研究结果对高灵敏度纳米级折射率传感器和带通滤波器的设计以及在生物传感器方面的应用都具有一定的指导意义.

主 题 词：表面等离极化激元 折射率传感器 金属-介质-金属波导 光学谐振腔 

学科分类：080902[080902] 0809[工学-计算机类] 080202[080202] 08[工学] 0805[工学-能源动力学] 0802[工学-机械学] 0704[理学-天文学类] 

核心收录：

D　O　I：10.7498/aps.67.20180758

馆 藏 号：203378673...