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...
石墨烯太赫兹表面等离子体为发展太赫兹频段功能器件提供了希望。本文通过耦合石墨烯表面等离子极化激元（SPP）与平面波导（PWG）模，演示了基于 Fano 共振的超灵敏太赫兹生物传感器。通过分析石墨烯 SPP 与 PWG 的色散关系，讨论了太赫兹频段可调 Fano 共振。结果表明，Fano 共振的非对称线型可通过改变石墨烯费米能进行调控...
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...
电磁超材料（MMs）和超表面（MSs）是由亚波长间隔的超原子构成的人工介质与表面，用于异常调控光波特性。由于金属或介质超原子具有较大散射截面，它们不仅能在深亚波长体积内局域强电磁场，还可借助超紧凑装置对入射光信号进行分解与分析。通过探测分析物层与光学MMs或MSs之间显著增强相互作用所引起的共振光谱响应，折射率传感已成为光子学领域重...
本文提出一种低成本纳米等离子体（生物）传感器，基于在镀金偶氮玻璃基底上由正交叠置的表面浮雕光栅（SRG）形成的交叉表面浮雕光栅（CSRG）。该表面等离子共振（SPR）传感方法具有独特性：除 SPR 偏振转换发生的窄波段外，通过 CSRG 的透射光几乎为零，因此可实时定量监测仅来自生物分子相互作用的等离子体信号。作者通过观察各自 SP...
本文提出一种针对光栅型光纤传感器的计量评估方法，旨在对该类传感器性能进行客观评价。研究聚焦于描述光学折射仪和生物传感器性能时最常用的参数，包括灵敏度（区分体积/体相灵敏度与表面灵敏度）、分辨率、响应时间、检测限、特异性（或选择性）、可重复使用性（或可再生性），以及测量不确定度、准确度、精密度、稳定性、漂移、重复性和再现性等通用参数。...
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...
本文报道了将表面等离子共振（SPR）现象应用于尿素检测。SPR 可通过监测金属–介质界面折射率变化实现高灵敏度、无标记和实时检测。作者将氧化锌（ZnO）薄膜基质与 SPR 技术结合，构建了高灵敏度尿素生物传感器。采用 Kretschmann 构型，在自制台式 SPR 测量系统中激发 ZnO–金（Au）界面的表面等离子体模式。将尿素特...
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，...
本文报道了一种光纤长周期光栅（LPG）生物传感器集成微流控芯片，用于超灵敏葡萄糖检测。在小直径单模光纤（SDSMF）中刻写LPG，作为光学折射率（RI）换能器；采用层层自组装（LbL）技术在SDSMF-LPG表面沉积聚乙烯亚胺（PEI）/聚丙烯酸（PAA）多层膜，用于支撑和信号增强，并在外层固定葡萄糖氧化酶（GOD）实现葡萄糖识别。...
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电子束光刻制备的纳米新月（nanocrescent, NC）图案局域表面等离子共振（LSPR）效应的片上生物/化学传感器。具有不同尺寸特征的NC阵列表现出可控的等离子体性质，与基于有限差分时域（FDTD）模型的模拟结果一致。当两个相对NC尖端间隙约为43.3 nm时，所制备样品实现了约699.2 nm/RIU的最高...
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...
本文报道了一种基于长程表面等离子体（LRSPP）的Y型结自参考生物传感器，用于检测溶液中体折射率变化和蛋白质结合。器件由完全包覆在CYTOP氟聚合物中的金条波导构成，其中一臂被选择性刻蚀形成微流控通道并暴露金表面作为传感通道，另一臂保持包覆作为参考通道。1310 nm激光经保偏单模光纤耦合进入波导，传感臂与参考臂的输出功率由红外相机...