本研究提出一种用于尿液葡萄糖浓度检测的二维光子晶体（PhC）生物传感器，通过设计、仿真与评估，利用葡萄糖浓度引起空腔内折射率变化导致谐振波长偏移实现检测。该传感器采用紧凑的二维六角晶格硅棒结构，并引入缺陷空腔以增强谐振响应。仿真结果表明，在0–15 mg/dl葡萄糖范围内，传感器灵敏度达20,040.30 nm/RIU，品质因数达1...
本研究设计并表征了一种高Q值、超灵敏的太赫兹（THz）折射率型超材料生物传感器，用于在电子灌流装置（EID）浓度0.01和1000下检测冠状病毒。该传感器由星形穿孔金平面构成，因旋转对称而对偏振不敏感，并在90°内保持角度稳定。在1.9656 THz和3.3692 THz处实现近完美吸收，半峰全宽分别为5.276%和0.641%；T...
本文研究无标记光学生物传感器的分析性能，重点考察生物传感器可测得的分析物诱导折射率变化，即折射率分辨率。作者建立了折射率分辨率与光学平台参数之间的解析模型，说明分辨率不仅取决于传感结构的折射率灵敏度和共振峰宽度，还受共振峰深度、光强水平、光电探测器容量及时间/空间平均等因素影响。论文指出，传统品质因数FOM（灵敏度与谱峰宽度之比）虽...
本文提出一种由若干交替银（Ag）和氧化锌（ZnO）层构成的双曲超材料表面等离子共振（HMM-SPR）传感器。该传感器采用 Kretschmann 配置，以 BK7 棱镜作为耦合元件，通过反射光谱检测表面等离子共振信号。为获得最优设计，作者系统研究了入射角、交替层厚度和金属填充分数对灵敏度的影响。结果表明，在折射率 1.33 至 1....
导模共振（GMR）传感器因结构简单、检测方案容易、效率高和线宽窄，被广泛用作生物传感器。然而，其应用受限于相对较低的灵敏度（<200 nm/RIU）和较低的品质因数（FOM，<100 1/RIU）。以往研究通常分别提高灵敏度或 FOM。为实现灵敏度和 FOM 的同时增强，作者提出一种金属层辅助双光栅（MADG）结构：在双光栅下方设置...
准确、快速检测与多种健康状况相关的生物分子对现代诊断和治疗至关重要。本文针对光纤表面等离子共振（SPR）生物传感器，采用 N 层矩阵形式对固定角度光谱 SPR 传感方法中的多种金属多层构型进行理论分析。研究材料包括金（Au）、银（Ag）、铝（Al）和铜（Cu），系统考察单层、双层、三层和四层金属膜在总厚度 60 nm 条件下的共振波...
分布式反馈（DFB）激光因体积小、制备简单、灵敏度高而被广泛用于生物传感。现有理论设计多基于无源布拉格光栅，但无源模型无法通过品质因数（FOM）准确预测DFB激光传感器性能。为此，作者利用耦合常数的虚部表示增益，将无源光栅替换为有源光栅，建立可预测FOM的DFB激光生物传感器设计模型。研究首先比较了不同光栅占空比和槽深对无源光栅传感...
导模共振（GMR）效应因共振线宽窄、效率高而被广泛用于生物传感，但多数GMR传感器未对品质因数（FOM）进行优化。本文提出一种用于优化GMR传感器FOM的有效设计方法，结合解析模型与数值模拟，系统研究了“光栅–波导”型GMR传感器在波长检测和角度偏移检测方案下的FOM。与先前报道相比，该方法获得了更高的FOM值。对于“波导–光栅”型...
二维异质结构材料在表面等离子共振（SPR）传感器中展现独特性质。本文提出并模拟一种氟化物光纤SPR传感器，将二维异质结构作为分析物相互作用层。在近红外区考虑BlueP/MoS2和BlueP/WS2单层，采用HBL（62HfF4-33BaF2-5LaF3）氟玻璃芯和NaF包层。研究重点是通过同时优化Ag厚度与NIR波长，在Ag–二维异...
局域表面等离子体共振（LSPR）传感器在生物传感、医学诊断和环境气体监测等领域具有重要应用潜力。通常以灵敏度（S）和品质因数（FOM）评价其性能，但LSPR传感器因辐射阻尼导致损耗较大，FOM往往低于传统表面等离子体共振（SPR）传感器。本文综述了LSPR传感器的基本物理原理、工作机理和性能评价方法，讨论了等离子体材料的选择，并总结...
透明导电氧化物（TCO）近年来作为近红外（NIR）光学器件的潜在等离子体材料受到关注。然而，基于 TCO 的生物传感器在灵敏度和品质因数（FOM）方面仍受限制。为提高 TCO 生物传感器性能，本文提出一种基于镓掺杂氧化锌（GZO）长程表面等离子体共振（LRSPR）的生物传感器。该设计利用薄 GZO 膜夹在介电层与传感介质之间，通过两...