光栅辅助超窄带多光谱等离子体共振传感器结构的仿真分析

作者:钟旭; 伍铁生*; 王学玉*; 张慧仙; 刘智慧; 杨丹; 杨祖宁; 刘岩; 刘锐
来源:激光与光电子学进展, 2022, 59(11): 193-200.

摘要

半峰全宽(FWHM)是影响传感器性能的重要因素,为了提高表面等离子体共振传感器的品质因数,提出了一种光栅辅助超窄带多光谱等离子体共振传感器结构。该结构由周期性交替的SiO2与Au矩形纳米柱构成,并置于SiO2/Al2O3薄膜层上。利用全矢量有限元法对该结构的传输特性及传感特性进行数值仿真,分析了结构参数及入射光偏振态对FWHM和传感特性的影响。仿真结果表明,在800~1100 nm波长范围内,该传感器的传输谱存在两个由光栅衍射及等离子体共振形成的凹点,相应的FWHM分别为0.35 nm及0.59 nm,折射率灵敏度分别为525.7 nm/RIU、475.7 nm/RIU,品质因数分别为1502.00 RIU-1和806.27 RIU-1,在生物检测、药物筛选、膜生物学等领域具有潜在的应用前景。