基于超材料的太赫兹高灵敏度传感器的设计

摘要：

提出了一种以双开口谐振环和金属短线组合结构为基本单元的太赫兹高灵敏度传感器.具有不同辐射损耗的谐振环和金属短线的电磁波在远场的相消性干涉,使得反射谐振的线宽压窄,呈现出典型的非对称Fano型反射谱.数值模拟表明:通过改变双开口谐振环与金属短线之间的耦合距离,可以调谐传感器的品质因子;当耦合距离为22 μm时,品质因子可高达83.研究了所提超材料传感器对外加有机物厚度的敏感性,结果发现,频率偏移随有机物厚度增加呈指数增长,并在厚度超过10 μm之后逐渐达到饱和.此外,对外加有机物传感器的折射率传感进行了研究,结果发现,当有机物厚度为22μm时,传感器的灵敏度约为171 GHz/RIU,FOM值约为18.3,表现出极高的灵敏度.这种高灵敏度的传感器在生物化学检测方面具有广阔的应用前景.

关键词：传感器、超材料、高灵敏度、太赫兹、折射率传感

所属期刊栏目：47

分类号：O436(光学)

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金

在线出版日期：2020-09-25（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：322-331