亚波长介质光栅-金属Ag薄膜-周期性光子晶体混合结构的Fano共振传感机理

作者：陈颖^*; 周鑫德; 周健; 张敏; 丁志欣; 李少华

来源：中国激光, 2020, 47(04): 318-325.

• 表面光学
• 表面等离子体极化激元
• 亚波长介质光栅
• 周期性光子晶体
• 角度调制
• Fano共振

基于表面等离子体极化激元的传输特性和周期性光子晶体的光学特性,提出了一种在亚波长介质光栅-金属Ag薄膜结构中产生离散态,在周期性光子晶体结构中产生连续态的亚波长介质光栅-金属Ag薄膜-周期性光子晶体混合结构。通过对该结构进行理论分析和传输特性研究,阐述了该结构中Fano共振产生的机理,建立了基于角度调制的Fano共振传感结构模型,并定量分析了结构参数对反射光谱曲线的影响。结果表明:当周期性光子晶体周期层数N=4、光栅周期Λ=258 nm和金属Ag薄膜厚度d0=27 nm时,该结构的品质因数FOM值高达2.11×104,角灵敏度S=40 (°)/RIU。该结构为亚波长介质光栅结构中实现Fano共振提供了有效的理论参考,对光学折射率传感结构的设计具有一定的指导意义。

• 单位
  河北先河环保科技股份有限公司; 燕山大学