本文提出一种基于棱镜耦合 Kretschmann 构型的薄膜表面等离子共振（SPR）传感器，采用优化的 CaF2/Au/Si3N4/BP 多层结构，并以黑磷（BP）作为超薄覆盖层。研究在 633 nm、TM 偏振下利用传输矩阵法对角度反射率进行建模，将 1–5 ng/mL 低浓度传感条件表示为水相传感介质的微小有效折射率扰动，从而建...
本研究提出一种基于一维三元光子晶体（1D-TPC）的高灵敏光学传感器，用于快速检测非法药物。该结构由聚苯胺（PANI）、硫化铅（PbS）和AlxGa1-xN量子点（QDs）交替层构成，并在中心引入缺陷层作为传感区。检测机制通过监测不同非法物质引起缺陷层折射率变化所导致的缺陷模波长移动实现。作者采用传输矩阵法（TMM）对结构透射特性进...
一维光子晶体（1D-PC）生物传感器因高灵敏度而有望用于癌症检测，但其性能常受不可避免的制造误差影响。现有理论分析往往未定量评估这些误差对灵敏度、半高宽等关键性能参数的影响。本研究通过统计分析，考察随机制造偏差如何影响上述指标，从而对传感器稳定性和鲁棒性进行更现实评估。针对所设计的1D-PC生物传感器，首先采用传输矩阵法（TMM）计...
本文提出一种整合石墨烯、氮化硅和硫醇连接单链DNA（ssDNA）层的表面等离子共振（SPR）生物传感器的理论设计与优化方案，用于疟疾检测及感染阶段区分。研究采用Kretschmann构型，基于传输矩阵法（TMM）对Sys3和Sys4两种多层结构进行模拟，并优化银、氮化硅、石墨烯和ssDNA层厚度。最终设计依据环状体、滋养体和裂殖体感...
人体干呼气中的挥发性颗粒和分子可揭示个人呼吸与代谢功能等大量健康信息。除二氧化碳水平是生命指标外，呼气还能提供代谢率等重要健康数据。本研究考虑周期性开闭谐振器，用于测量干呼气中的二氧化碳浓度，并采用传输矩阵法和格林函数法模拟声波与所提传感器之间的相互作用。格林函数法得到的带隙与传输矩阵法得到的透射谱一致。所建议传感器记录到灵敏度 5...
等离子体与核壳纳米材料因环保、低成本制备工艺，在医药和医疗设备开发中具有潜力。针对耐药菌感染这一全球挑战，本文提出一种用于检测革兰氏阳性和阴性血流细菌的一维光子晶体生物传感器（PCB）理论框架，其结构为 (ZrO2/GaN)N/缺陷层/(ZrO2/GaN)N，并采用传输矩阵法（TMM）进行建模。同时，利用有限差分方法（FDM）研究 ...
本文针对癌细胞早期检测需求，理论提出并模拟一种基于一维缺陷三元光子晶体的超灵敏光子生物传感器。采用MATLAB与传输矩阵法，对分别加载正常细胞及Jurkat、Hela、PC12、MDA-MB231、MCF-7、白质、低级别胶质瘤、胶质母细胞瘤等样品的结构进行计算，通过调节周期数、缺陷层厚度和s偏振入射角寻找最优传感条件。传感器利用样...
本文提出一种基于Tamm等离子体（TP）共振的理论传感方案，用于检测不同浓度碘化钠（NaI）水溶液。所设计结构为{prism/Ag/cavity/(GaN/CaF2)15/air}，其中Ag层厚度30 nm、传感腔层厚度4.5 mm，在TE偏振、入射角50°条件下于近红外区形成单一TP/表面等离子体混合共振谷。检测原理是NaI溶液填...
平面波导模式传感芯片由两个波导层和玻璃基底组成，是近场照明生物传感器的候选结构。为实现紫外光诱导的荧光标记检测，作者基于数值计算揭示的紫外近场光增强机制，对芯片结构进行优化，并给出候选材料。研究采用传输矩阵法计算多层介质中的归一化电场强度平方，分析层厚、折射率和消光系数对界面近场光强的影响。结果表明，第一波导层宜采用高折射率、低消光...