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摘要
本文研究了一种非对称银膜多孔硅-氟化钙混合等离子体波导，并对其模式特性和波导灵敏度进行了分析。利用有限元方法分析了波导中两个不同偏振态基模（PM 1和PM 2）的有效折射率、传输损耗、归一化有效模场面积、品质因数和波导灵敏度，并对几何参数进行优化。结果表明，在中红外波长3.5 μm附近，非对称银膜多孔硅-氟化钙混合等离子体波导具有良好的模场约束能力和低损耗特性；此时，PM 1和PM 2的归一化有效模场面积分别为0.30和0.52，传输损耗分别为0.019 dB/μm和0.016 dB/μm，品质因数分别为1335.54和1594.99，波导灵敏度分别为0.080和0.064。通过制造容差分析可知，非对称银膜多孔硅-氟化钙混合等离子波导在±10 nm的制造容差范围内保持了良好的模式特性和传感特性。非对称银膜多孔硅-氟化钙混合等离子体波导结构简单，损耗小，易于实现表面等离子体传感，为无标记生物化学传感提供了一种可行的方案，另外，波导的非对称结构也可用于模式偏振态变换。
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单位河南师范大学; 中国科学院
