本文提出并数值分析了一种基于聚合物平台的长周期光栅辅助三模干涉生物传感器。该器件由单模输入/输出波导、三模传感波导以及位于输入和输出端的长周期光栅（LPG）耦合器组成，采用 ma-P1205 聚合物作为波导芯层，SiO2 作为下包层，水作为上包层，工作波长为 633 nm。LPG 耦合器可像定向耦合器一样调节基模 Ex11 与二次高...
本文报道了一种用于芯片光子实时诊断的便携式低成本集成光学生物传感器。该传感器基于马赫-曾德尔干涉仪（MZI），用于监测液体介质中细菌浓度的增长。器件图案通过直接紫外激光在透明自图案化有机-无机双脲硅杂化薄膜上刻印，相比光刻技术或飞秒激光三维图案化，降低了制造复杂度和成本。传感器性能以大肠杆菌（E. coli）在水介质中的生长为例进行...
即时检测的快速发展要求生物传感器兼具高灵敏度与小型化。本文报道了一种光流体超表面生物传感器，将绝缘体上硅（SOI）纳米光子学与纳流体技术相结合，实现高性能横向流通检测。该超表面由 SOI 基底上周期性排列的硅纳米柱阵列构成，并功能化特定受体分子。将聚二甲基硅氧烷（PDMS）板直接键合到表面后，形成超紧凑器件，样品溶液仅能在纳米柱之间...
传统病原体检测方法需要专业人员、专用实验室且耗时数天，因此具有快速响应能力的便携式生物传感器对现场质量检验至关重要。本文分析了一种基于塑料光纤（POF）倏逝场的大肠杆菌免疫传感器特性，并通过实验与模拟结果对比研究不同形状倏逝波光纤传感器的性能。作者采用计算建模方法评估探针灵敏度，模拟结果表明：对于折射率传感，U 形传感器在 980 ...
本文报道了一种基于Vernier效应的SU8/PMATRIFE聚合物集成光学生物传感器的设计与制备。该传感器采用标准光刻工艺，在Mach-Zehnder干涉仪的传感臂和参考臂中各嵌入一个SU8芯层/PMATRIFE包层与上覆层的聚合物微环谐振器，传感微环通过上覆层中的储液腔暴露于待测溶液。当葡萄糖水溶液浓度改变时，波导上覆层折射率变...
本文提出并实验验证了一种紧凑、无标记的光纤生物传感器，用于检测乳腺癌生物标志物 HER2。该传感器由锥形光纤干涉仪与光纤布拉格光栅（FBG）级联构成。锥形光纤干涉仪对周围介质折射率变化极为敏感，可用于监测生物分子结合引起的界面折射率变化；FBG 对折射率变化不敏感，但可独立响应温度，因此可作为温度温度计，用于补偿生物传感过程中的温度...
本文提出一种基于光学腔和差分检测的低成本生物传感器，用于即时诊断。光学腔由两层部分反射金属膜构成，腔内光多次反射形成共振；当腔内生物分子吸附或折射率变化时，共振曲线发生移动。系统采用低成本激光二极管和sCMOS相机检测强度变化，并通过不同波长差分计算提高响应度。两激光系统（780 nm和850 nm）实验表明，差分信号响应高于单波长...
本文提出并实验验证了一种基于光纤马赫-曾德尔干涉仪（MZI）的无标记光学纤维生物传感器，用于检测牛血清白蛋白（BSA）浓度。该传感器在单模光纤内构建微腔，使入射光分为光纤芯导模和微腔模式，两束光重新叠加形成干涉。外部介质可通过连接微腔与光纤表面的微流道直接进入微腔，与光纤芯信号相互作用。器件采用飞秒激光微加工和化学刻蚀制备。该光纤干...
本文提出一种用于即时诊断的低成本光学腔生物传感器，采用差分检测方法。光学腔由两面部分反射镜（薄金属层）构成，样品流体中的生物标志物与固定于腔内的特异性生物受体结合后，会改变局部折射率，使共振响应曲线发生移动。系统不使用昂贵光谱仪或可调谐激光器，而是用低成本激光二极管在指定波长提供探测光，并用CMOS相机测量光强，从而实现无标记、低成...
本文报道了一种基于氧化石墨烯（GO）纳米片功能化双峰长周期光纤光栅（dLPG）的超灵敏无标记抗体-抗原免疫传感器。GO连接层兼具高比表面积与优异光学、生化性质，为生物亲和结合提供理想界面。作者提出化学键合与物理吸附结合的GO沉积方法，使GO与光纤表面结合牢固、覆盖均匀，并具备稳定性、重复性和耐久性。AFM、SEM和拉曼光谱表征显示G...
本研究首次展示铌酸锂（LiNbO3）作为生物传感器，通过检测表面生物分子存在所引起的局部折射率变化实现传感。作者利用白光反射/吸收光谱监测 LiNbO3 表面 486 nm 附近共振峰，当环境或表面分子折射率改变时，共振峰发生红移。以微接触印刷（μ-CP）将免疫球蛋白 G（IgG）抗体固定于硅烷化 LiNbO3 表面作为案例，验证器...
本文报道了一种无标记、超灵敏的光学微光纤干涉生物传感器，用于低浓度神经递质5-羟色胺（5-HT）检测。该传感器基于非绝热拉锥微光纤干涉仪，利用高锗掺杂光纤经火焰拉丝形成直径约6.4 μm、长度约1.5 cm的微光纤锥，激发HE11与HE12模并产生干涉条纹。传感区表面通过APTES硅烷偶联剂修饰，并静电吸附Ag@SiO2@mSiO2...
硅光子谐振腔已广泛用于生物传感，但提高灵敏度与检出限仍是研究重点。本文提出利用亚波长光栅（SWG）工程化绝缘体上硅（SOI）波导的有效折射率与模场分布，并报道其作为生物传感器的实验性能。作者设计并采用电子束光刻制备了直径30 µm的SWG环谐振器，通过改变占空比、周期和耦合间隙优化器件。表征结果显示，器件品质因子Q约为7×10^3，...
本文设计并数值研究了基于金属-金属-介质-金属（MMDM）结构的完美窄带吸收体，该结构由周期性金属纳米带阵列构成。在红外波段，该吸收体在约1564.5 nm处呈现超窄吸收带，半高全宽仅1.11 nm，峰值吸收超过99.9%。与无介质层的金属光栅结构相比，MMDM结构显著提高了吸收率并降低了反射。对于斜入射，0°至50°范围内吸收率保...
本文提出并实验验证了一种基于微光纤辅助马赫-曾德尔干涉仪（MAMZI）的无标记DNA生物传感器，用于原位实时检测DNA杂交动力学。通过拉锥标准单模光纤（SMF）制备微光纤，并在输入与输出SMF之间构成U形开放微腔。由于SMF与微光纤模场失配，入射光分为微光纤导模和开放腔模，在输出端发生干涉。开放腔模参与干涉使传感器对环境折射率变化高...
本文报道一种基于长周期光纤光栅（LPG）的无标记光纤生物传感器，用于原位检测 DNA 杂交并实现 DNA 定量。该传感器采用商用光学测量组件构成简单的光学测量系统，利用 LPG 包层模共振波长随传感区周围折射率变化而漂移的原理，通过 DNA 探针固定在光纤表面后与目标 DNA 杂交引起界面折射率变化，从而获得波长位移信号。论文提出一...
本文报道了一种基于刻写在薄包层光纤（TCOF）中的过度倾斜光纤光栅（Ex-TFG）的高灵敏、高Q因子、无标记且选择性葡萄糖传感器。葡萄糖氧化酶（GOD）通过共价方式固定于光纤表面，并利用荧光显微镜和高精度光谱询问方法验证了酶固定的有效性。与长周期光纤光栅（LPG）和光纤表面等离子共振（SPR）葡萄糖传感器相比，Ex-TFG结构具有对...
本文通过数值模拟与实验研究了光子晶体（PhC）纳米梁（NB）腔之间的横向耦合，以开发高灵敏度、高优值（FOM）的无标记生物传感器。采用三维有限差分时间域（3D-FDTD）和有限元法（FEM）模拟表明，当两个 PhC NB 腔以较小间隙倏逝耦合时，间隙宽度变化会显著改变耦合效率，并使谐振频率分裂。实验上在 InP 衬底上利用 InGa...
本文设计并研究了用于生物传感的硅氧氮化物（SiON）微环光子结构。作者设计了波导、定向耦合器和跑道型谐振器，以测量小于10−6折射率单位（RIU）的折射率变化。通过测试不同SiON折射率样品及波导尺寸，筛选出性能最佳的传感器，并在测试结构上测量了传播损耗和弯曲损耗，同时完成了谐振器性能的完整表征。利用葡萄糖水溶液测量了灵敏度和检出限...
本文报道了一种在多孔硅平板波导上图案化微环谐振器的紧凑型高Q生物传感器。多孔硅微环具有大内部比表面积，允许生物和化学分子渗入导波层并与导模直接相互作用，从而增强识别与光-物质相互作用。作者通过电化学刻蚀制备双层多孔硅波导，并经电子束光刻和反应离子刻蚀形成半径10 μm和25 μm的微环，耦合间隙为200 nm。25 μm多孔硅微环在...