径向偏振（RP）与方位偏振（AP）光束之间的差分相位测量是微区表面等离子共振（SPR）生物传感器中的重要技术，但传统方法需要对 RP 和 AP 光束分别进行复杂的光束分束、同步探测与数据处理，可能降低相位测量精度。本文提出一种新型等离子体花瓣状矢量光束，用于替代分别测量 RP 和 AP 光束的方案。该光束在横截面上交替分布 RP 与...
本文提出一种基于石墨烯局域等离子体与生物分子吸附的红外生物传感器。器件由透明基底上的周期性石墨烯纳米带阵列构成，传感介质直接接触石墨烯表面；当生物分子吸附时，界面有效折射率改变，使中红外透射谱中的等离子体共振波长发生移动。数值模拟表明，在检测共振波长偏移时，器件灵敏度最高可达1697 nm/RIU。支撑石墨烯的透明基底可选绝缘体、半...
本文报道了一种结合双嵌段共聚物胶束负载金属前驱体自组装与种子生长的新方法，用于在固体基底上大面积（约80 mm²）制备尺寸可控的有序金属纳米粒子阵列。通过原子力显微镜、紫外-可见消光光谱和理论模拟系统测定纳米粒子阵列的尺寸、图案及局域表面等离子共振（LSPR）峰位置。调节前驱体摩尔比，在玻璃上自组装聚苯乙烯-b-2-乙烯基吡啶胶束负...
本文提出一种基于槽波导中相位偏移布拉格光栅的新型硅光子生物传感器。该器件将光场集中在低折射率槽区，从而增强光与周围介质及生物分子的相互作用。布拉格光栅通过在波导外侧壁制作周期性波纹形成，并在光栅中部引入相位偏移，在阻带内产生尖锐谐振峰。实验在氯化钠盐溶液中测得 340 nm/RIU 的高折射率灵敏度和约 1.5×10^4 的高品质因...
本文报道了一种基于狭缝-沟槽金属纳米结构的等离子体干涉生物传感器，用于监测生物分子吸附引起的表面等离激元极化激元（SPP）相位变化。该方案将微型等离子体结构与高灵敏度光学干涉技术相结合，采用共线透射光路和低成本紧凑光谱仪，在 10×30 µm² 的微型传感区域内实验测得窄至 7 nm 的传感峰线宽和 1×10−5 RIU 的折射率分...
本文报道了一种基于SU8聚合物的双盘谐振器（DDR）微流控生物传感器，用于可见光波段下的无标记光学检测。传统微环谐振器需要亚微米间隙以实现倏逝耦合，制造困难；该器件采用无间隙光耦合结构，使输入波导与谐振器直接耦合，可在SU8光刻胶中通过单次光刻加工完成，显著降低微纳加工容差要求。作者首先用蔗糖溶液改变局部折射率，验证了器件对化学浓度...
本文报道了一种基于直长程表面等离子体波导（LRSPP）的光学生物传感器，用于检测细胞、蛋白质以及溶液体折射率变化。传感器由嵌入 CYTOP 聚合物中的 5 μm 宽、22 nm 厚金条纹构成，顶部蚀刻有微流控通道。体传感实验中，依次注入六种折射率相差 2×10−3 RIU 的溶液，信噪比约 1000。利用抗 A 血型抗体功能化金波导...
本文提出一种基于磷化铟（InP）三角谐振器的超灵敏集成光子生物传感器结构，将表面等离子共振（SPR）金膜应用于全内反射（TIR）镜上。通过理论分析与有限差分时域（FDTD）仿真，对三角谐振器传感结构进行优化，其SPR镜传感面积仅为3.3×0.35 µm²。由于SPR镜在共振角附近产生显著相移，该相移在谐振腔内累积，使共振峰发生大幅移...
本文提出一种用于生物分析的高灵敏度金属辅助导模共振（MaGMR）器件，并通过实验验证其传感功能。该器件在典型导模共振（GMR）结构的基底与波导之间引入高反射金属缓冲层，使反射光谱呈现与常规 GMR 相反的低反射共振凹陷。数值计算表明，MaGMR 的高灵敏度来源于强不对称共振模场分布以及波导内较低的传播角；与典型 GMR 相比，分析物...
本文报道了一种基于多孔硅（PS）反谐振反射光学波导（ARROW）的光学生物传感器换能器。与传统倏逝波生物传感器相比，ARROW 结构通过使传播光场与渗入多孔芯层的分子更好地重叠，从而提高分子相互作用灵敏度。本研究旨在考察采用 ARROW 结构的光学生物传感器工作模式，并在给定折射率范围内，于待测分子接枝前对反谐振条件进行调节。所研究...
许多微流控生物传感器设计基于光学微腔共振的测量。荧光型谐振器通常比使用可调激光倏逝耦合探测微腔的系统更简单、更稳健。在所有传感器设计中，检测极限取决于检测系统的波长分辨率，而这是荧光型器件的主要限制。本文研究折射率型微腔传感结构的极限分辨率与检测极限。由于荧光谐振器可同时采集多个周期性模式，标准傅里叶方法最适合快速、精确地分析共振位...
本文展示了一种基于折射率生物传感器的可卡因高灵敏检测集成平台。该系统采用波导光栅生物传感器，其表面功能化可卡因多价抗原-载体蛋白偶联物（APC）。免疫检测采用竞争性结合方案：样品中的可卡因特异性抗体与固定于表面的偶联物结合；当样品中存在游离可卡因时，抗体优先与游离可卡因结合，导致表面结合的抗体减少，传感器响应下降。使用金纳米颗粒偶联...
局域表面等离子体共振（LSPR）在生物传感、生物成像和纳米光子学中具有重要应用。与表面等离子体极化激元（SPP）不同，现有 LSPR 生物传感研究主要局限于消光光谱探测，因而限制了其在生物传感和生物成像中的性能。本文揭示，LSPR 的光学相位在共振处会发生比消光光谱更尖锐的变化，从而允许通过相位探测获得超高灵敏度。研究发现，在相同金...
作者提出一种基于光子晶体（PhC）结构选择性液体浸润的光流体生物传感器架构。该传感器由光子晶体平台上的半环腔与光流体慢光波导耦合构成，利用选择性浸润波导两侧空气孔形成低色散慢光区，使群指数 ng≈10 且群速度色散接近零，从而增强光场能量密度和光-物质相互作用。生物样品浸润环腔传感区后引起局部折射率变化，导致环腔共振波长发生漂移，通...
光学谐振器件因能将电磁能量集中于小模体积并支持多路检测，成为无标记生物分子传感器的有前景平台。当前光学生物传感器的基本局限在于生物分子相互作用通常局限于谐振器件表面，而最强电磁能量被限制在波导核心内。本文报道了一种由环形谐振器与总线波导耦合构成的纳米多孔聚合物光流体器件。通过纳米压印制备聚苯乙烯/聚甲基丙烯酸甲酯复合波导，并用二甲基...
本文报道了两种基于塑料光纤（POF）暴露纤芯界面表面等离子共振（SPR）的低成本光学传感系统的制备与测试。传感器通过去除塑料光纤包层和部分纤芯形成约10 mm传感区，并在暴露纤芯上旋涂Microposit S1813光刻胶缓冲层或直接溅射40 nm金膜，构成两种SPR传感构型。实验采用卤素灯作为宽带光源，利用Ocean Optics...
本文报道一种基于硅光栅的生物传感器，用于检测表面功能化蛋白结合。所设计的亚波长硅光栅对周围介质折射率变化具有最高 197 nm/RIU 的灵敏度，对光栅表面生物材料厚度变化的灵敏度为 1.61 nm/nm。器件通过多聚赖氨酸、戊二醛和乙醇胺封闭实现链霉亲和素的固定，并消除非特异结合，从而提高选择性和效率。实验中，将浓度为 0.016...
本文报道了一种利用激光干涉光刻（LIL）与热退火相结合的方法，制备大面积、有序 Ag/Au 双金属纳米点阵列，并研究其局域表面等离子共振（LSPR）特性及生物传感潜力。该方法在石英基底上先形成周期性纳米盘阵列，再通过热退火使 Ag/Au 薄膜 dewetting，在约 530 nm 周期内形成约 50 nm 的合金纳米点。消光谱表明...
细胞检测对临床、食品、水和环境样品微生物分析至关重要，但现有方法耗时。塑料光纤（POF）生物传感器为快速、低成本检测提供可行替代。为研究锥度在微生物检测中的灵敏度，本文考察了锥腰直径等几何参数，因为锥区是该类传感器的关键传感元件。研究采用专门开发的拉锥机制备一系列POF锥传感器，并评估几何尺寸分散，以获得最佳拉锥特性，从而提高传感器...
本文研究了垂直侧壁粗糙度（VSR）对用于红外照明下超灵敏生物传感器的亚波长光栅导模共振（GMR）滤波器的影响。为突出灵敏度和VSR效应，将光栅滤波器光谱半高宽设计得尽可能窄。考虑并评估了光栅上三种VSR形貌，以相关长度ξ和最大粗糙度偏差均方根σ表征。采用严格耦合波分析（RCWA）定量计算光栅滤波器反射共振峰波长值（PWV）的偏移。模...