本研究提出一种基于表面等离子共振（SPR）的高灵敏双核光子晶体光纤（PhCF）生物传感器，用于检测折射率（RI）1.30–1.39、步长0.01的低折射率生物分析物。该传感器采用石墨烯与金混合涂层，将金优异的等离子体特性与石墨烯高吸收和导电特性结合，以增强光–物质相互作用并提高信号稳定性。利用COMSOL Multiphysics ...
本研究提出一种基于光子晶体光纤（PCF）的光学传感器，用于通过红细胞折射率变化检测疟疾。该传感器采用空心中心核，并由五层七边形包层空气孔构成，可促进样品渗入并增强光与物质的相互作用，在保持结构简洁的同时对微小折射率变化具有高灵敏度。不同疟原虫发育阶段引起的红细胞折射率差异被转换为不同的波长位移，从而可区分环状滋养体与裂殖体等阶段。传...
本文提出并数值研究一种基于准D形光子晶体光纤（PCF）的表面等离子共振（SPR）生物传感器，用于检测不同折射率癌细胞。采用 COMSOL Multiphysics 6.2 有限元方法，传感器表面镀有金（Au）等离子体材料和聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）聚合物涂层。系统分析等离子体层厚度与空气孔尺寸对限制损耗（CL）、波长灵敏度（WS）...
本文提出一种基于D形光子晶体光纤（PCF）的表面等离子共振（SPR）生物传感器的设计、研究与优化，该传感器在光纤抛光表面依次沉积金层和二氧化钛（TiO2）层，其中TiO2层位于金层上方以增强灵敏度。该设计旨在简化制造流程，同时通过芯模与表面等离子极化激元（SPP）模的有效耦合实现最佳性能。作者系统分析并优化了金层厚度、TiO2厚度及...
癌症早期检测仍是重大挑战，现有SPR-PCF传感器在灵敏度与光-分析物相互作用方面不足。为此，本研究提出并验证了一种基于MXene功能化光子晶体光纤（PCF）的表面等离子共振（SPR）生物传感器。该传感器采用MXene纳米材料与金（Au）复合结构，并结合圆形空气孔排布与双矩形凹槽形貌设计，利用MXene的高导电性和金的化学稳定性，同...
本研究提出一种基于光子晶体光纤（PCF）的表面等离子共振（SPR）双参数传感器，用于同时检测折射率与温度。该传感器采用非对称空气孔晶格：内层椭圆空气孔纵横比为1.5，用于增强双折射；外层圆形空气孔沿轴向排列，以优化表面等离子体耦合。水平方向对称沉积银膜和氮化硅层，构成折射率传感通道；垂直方向加工出涂覆聚二甲基硅氧烷（PDMS）的银–...
本文提出一种基于表面等离子共振（SPR）的生物传感器，采用Kagome晶格启发的空心芯光子晶体光纤（PCF）结构，用于高灵敏检测多种血液生物标志物和分析成分。该传感器通过监测共振波长（RW）漂移来识别水、葡萄糖、血浆、血红蛋白（Hb）等血液成分，以及氪、Sylgard（PDMS）、乙醇、聚丙烯酰胺（PA）和牛血清白蛋白（BSA）等分...
人类免疫缺陷病毒（HIV）是一种逆转录病毒，主要攻击CD4细胞，破坏机体天然免疫防御并削弱抗病能力。本文提出一种用于检测HIV的太赫兹光子晶体光纤（PCF）生物传感器。该传感器以Zeonex为基底，采用矩形核心和包层空气孔结构，通过光纤内表面固定HIV特异性抗体，使体液中的HIV抗原或抗体与识别元件结合，引起局部折射率变化，进而改变...
随着光子技术的发展，光子晶体光纤（PCF）已成为构建高灵敏、高效生物传感器的重要器件。本文提出一种优化的领结形（bowtie-shaped）PCF 表面等离子共振（SPR）生物传感器，用于增强折射率（RI）传感。该设计采用外部传感机制，可在 RI 1.32–1.44 范围内表征性能；通过选择较大的晶格间距（pitch）和金层高度简化...
开发标准光学生物传感器通常需要耗时的仿真流程。为减少时间与工作量，本文提出利用机器学习预测光学生物传感器关键参数。研究以光子晶体光纤（PCF）结构为基础，将芯半径、包层半径、周期、分析物折射率和波长作为输入向量，预测有效折射指数、芯功率、总功率和有效面积等参数。作者使用COMSOL Multiphysics有限元仿真构建平衡数据集，...
传统癌症检测与治疗多依赖手术、化学和放射手段，费用高、耗时长且痛苦，因此亟需开发灵敏、低成本且快速的早期癌症检测技术。光学生物传感器具有高灵敏度、无标记、体积小和抗外部场干扰等优势。本综述系统介绍了用于早期癌症检测的光学生物传感器研究进展，详细讨论其基本原理、灵敏度分析、优势与局限。内容涵盖基于等离子体波导、光子晶体光纤、槽波导和超...
新型冠状病毒肺炎（COVID-19）由严重急性呼吸综合征冠状病毒2（SARS-CoV-2）引起，症状谱宽导致确诊困难，现有检测手段存在设备短缺、排队时间长等问题。SPECT、CT、PET 和 ELISA 等方法较慢且成本较高；RT-PCR 是金标准，但需高技能人员且周转时间较长。快速免疫诊断虽可及性好，但准确性存在折中。光学传感器因...
本文提出一种多通道光子晶体光纤（PCF）传感器，采用双偏振与多种材料协同设计，有效降低通道间相互干扰并增强表面等离子共振（SPR），实现低干扰多通道同时检测。在圆柱光纤周围抛光形成四个通道，并在各通道传感区分别镀覆不同金属膜（金Au或银Ag）和等离子体材料（二氧化钛TiO2、五氧化钽Ta2O5或石墨烯G）。四个通道均可检测1.34–...
本文提出并数值演示了一种基于相变硫族材料 Ge2Sb2Te5（GST）的可重构光子晶体光纤（PCF）生物传感器，用于近红外波段可调且增强的折射率传感。该传感器将 Au/GST 薄混合传感层集成到 D 型 PCF 的切割平面上，利用光纤核心导模与 Au/GST 界面激发的表面等离子极化激元（SPP）模式之间的倏逝场耦合实现无标记检测。...
本文提出一种基于表面等离子共振（SPR）的多参数集成检测D型光子晶体光纤（PCF）传感器，用于同时检测温度、磁场强度和折射率。传感器在光纤芯两侧的空气孔中分别填充磁性流体（MF）和聚二甲基硅氧烷（PDMS），并在侧抛光面金膜上引入石墨烯层，以利用磁光效应、热光效应和SPR效应形成磁场、温度与折射率传感通道。采用有限元方法（FEM）对...
本文提出一种低损耗螺旋晶格光子晶体光纤（PCF）表面等离子共振（SPR）生物传感器，用于检测糖、蛋白质、DNA、mRNA等生物分子以及血清、尿液等生化样品。传感器在PCF外表面采用金（Au）等离子体材料以高效激发SPR，并在金层与石英光纤之间引入薄二氧化钛（TiO2）层，以增强金层粘附并改善SPR激发与灵敏度。作者采用基于有限元方法...
表面增强拉曼散射（SERS）具有极高的信号增强因子，光子晶体光纤（PCF）则具有柔性和微结构特性，二者结合为新一代超高灵敏度生物传感器提供了基础。PCF的轴向空气孔或液芯结构可直接容纳分析物，使激发光与分析物的相互作用长度显著增加，从而形成柔性、可靠且灵敏的探针，可用于临床前或临床检测。SERS活性PCF探针为开发光流体液体活检针传...
本综述系统总结了基于各类微结构光纤（microstructured optical fibers, MOFs，又称微结构光波导 MSWs）的发光生物传感器研究现状。文章阐述了 MSWs 独特的光学与结构特性，说明其为何可被视为生物分析中极具前景的一体化平台。综述分别讨论了 MSWs 的分类、制备材料、基于嵌入 MSWs 中生物分子的...
本文提出一种基于表面等离子共振（SPR）的双折射单层涂覆光子晶体光纤（PCF）生物传感器，用于实现高灵敏度检测。该传感器结构简洁、易于制备，仅在PCF外表面沉积一层金膜作为等离子体材料，分析物通道位于光纤外部，避免内孔填充困难。通过设计不同尺寸的空气孔形成双折射结构，使x和y偏振基模有效折射率不同，其中y偏振模与表面等离子体模耦合更...
本文详细研究了侧抛光光子晶体光纤（PCF）表面等离子共振（SPR）传感器的折射率传感特性。作者采用有限元方法（FEM）考察侧抛光深度、空气孔尺寸、晶格常数以及 PCF 材料折射率对传感性能的影响。模拟结果表明，侧抛光深度、空气孔尺寸和晶格间距对芯模与表面等离子极化激元（SPP）的耦合强度影响显著，但对灵敏度影响较小；当 PCF 材料...