The Sensitivity of Grating-Based SPR Sensors with Wavelength Interrogation.
表面等离子共振（SPR）传感器具有无标记、实时检测优势，光栅耦合结构适合紧凑集成，但其灵敏度尚未充分探索。本文推导了波长探测模式下光栅基SPR传感器灵敏度的解析表达式。与以往将分析物内入射角视为固定值的模型不同，本文考虑实际实验中空气侧入射角固定、分析物内角度随折射率按斯涅尔定律变化的条件，系统讨论了工作波长、光栅周期、金属材料和分...
Transmission surface plasmon resonance techniques and their potential biosensor applications.
透射表面等离子共振（TSPR）是一种异常光学透射现象，在特定波长下比经典理论预测更透明。产生该现象的三类主要等离子体结构为纳米孔阵列、衍射光栅和纳米缝阵列，其本质是金属表面等离子体激元被激发。当金属薄膜表面附近的介电环境改变时，TSPR 响应会发生偏移。自1998年在金属纳米孔阵列中发现TSPR以来，相关研究迅速增加。过去20年中，...
Lipopolysaccharides detection on a grating-coupled surface plasmon resonance smartphone biosensor.
本文报道了一种基于光栅耦合表面等离子共振（GC-SPR）的智能手机无标记生物传感器平台。该系统利用智能手机内置闪光灯作为光源、内置相机作为探测器，配合带有金衍射光栅的一次性传感器芯片和作为光谱色散单元的紧凑光盘（CD），实现便携式光谱检测。金衍射光栅芯片通过合成肽受体 KC-13 修饰，用于检测脂多糖（LPS，又称内毒素），在水中的...
Extreme sensitivity biosensing platform based on hyperbolic metamaterials.
光学传感技术在医学研究和临床诊断中具有重要价值，尤其适用于高稀释溶液中少量分子的检测。基于超材料的无标记等离激元生物传感器已发展出多种方法，但低分子量（<500 Da）生物分子因极化率较低，在高稀释溶液中的检测仍具挑战。本文报道了一种基于双曲超材料（HMM）的微型化等离激元生物传感器平台。该平台由金/氧化铝多层膜构成，可在可见至近红...
A size selective porous silicon grating-coupled Bloch surface and sub-surface wave biosensor.
本文报道了一种多孔硅（PSi）光栅耦合Bloch表面波/亚表面波（BSW/BSSW）无标记生物传感器，用于尺寸选择性地检测大分子与小分子。该结构利用表面限制于多孔硅多层与空气界面的BSW模式高灵敏检测难以渗入孔道的大分子，同时利用限制在结构内部近表面区域的BSSW模式检测可渗入多孔基质的微小分子。作者通过色散关系、场分布和折射率偏移...
Bacterial pathogen surface plasmon resonance biosensor advanced by long range surface plasmons and magnetic nanoparticle assays.
报道一种基于光栅耦合长程表面等离子体（LRSP）光谱与磁性纳米颗粒（MNP）检测相结合的新型表面等离子共振（SPR）生物传感器，用于快速、高灵敏检测细菌病原体。LRSP 的探测可提高传感器品质因数（FOM），MNP 则通过磁场梯度将目标分析物快速递送至传感表面，并在捕获过程中产生放大的折射率变化，尤其适合扩散缓慢的大颗粒分析物。作者...
Guided mode biosensor based on grating coupled porous silicon waveguide.
本文报道了一种基于光栅耦合多孔硅波导的导模生物传感器，用于提升分子检测能力。传感器将光栅耦合器直接刻蚀在多孔硅波导中，使待测分子能够穿过光栅进入波导内部，并与导模光场发生相互作用。当波导内发生核酸杂交时，导模的波矢受到显著扰动，可通过角度分辨反射测量加以检测。实验表明，该传感器对核酸杂交的检测灵敏度为7.3°/mM，相对于错配序列的...
Direct light-coupling to thin-film waveguides using a grating-structured GRIN lens.
本文提出一种新型光耦合方案，利用带有高频光栅的准直梯度折射率（GRIN）元件，将单模光纤输出的光直接耦合到平面薄膜波导中。该方案中，GRIN透镜端面经角度抛光并制作高频表面光栅，当其与波导表面紧密接近或接触时，可在波导表面形成有效折射率调制，使衍射光与波导模式发生共振耦合。作者采用有限元方法（FEM）研究实验参数对耦合效率的影响，并...