等离子体化学与生物传感器具有尺寸紧凑、灵敏度极高等优点，基于等离子体波导和谐振器的生物传感器是移动与可穿戴设备的理想候选。然而，金属中的高损耗以及实际实现方案复杂，使紧凑等离子体生物传感器的最优构型难以确定。本文提出一种新型等离子体折射率传感器，其核心为置于相同金属制成的波导型 racetrack 环谐振器下方的金属条波导。该结构可...
本文描述了一种对折射率传感具有高灵敏度的锥形单模-无芯-单模（SCS）结构。为提高光学生物传感器的特异性，作者通过原位生长法将脲酶包埋于沸石咪唑酯骨架材料（ZIF-8）中，形成 ZIF-8/urease 酶包埋膜，并沉积在无芯光纤上。通过在线监测尿素与沸石咪唑酯骨架中脲酶的结合，实现尿素的测定。折射率变化导致光纤生物传感器发生波长漂...
尽管第一篇报道多孔硅（PSi）生物传感器的文献已发表二十余年，该技术仍受到全球众多研究团队关注。本文是一篇简短综述，基于近年结果与已发表文献，系统梳理多孔硅光学生物传感器的优势与局限，旨在为博士生和青年研究者提供直接入门介绍。该主题高度跨学科，涉及材料科学、物理、光学、表面化学、医疗健康与环境监测等多个领域。多孔硅光学生物传感器的制...
本文提出一种低损耗螺旋晶格光子晶体光纤（PCF）表面等离子共振（SPR）生物传感器，用于检测糖、蛋白质、DNA、mRNA等生物分子以及血清、尿液等生化样品。传感器在PCF外表面采用金（Au）等离子体材料以高效激发SPR，并在金层与石英光纤之间引入薄二氧化钛（TiO2）层，以增强金层粘附并改善SPR激发与灵敏度。作者采用基于有限元方法...
智能手机兼容生物传感器有望提升偏远地区诊断质量，但受限于手机消费级探测器，现有器件难以达到传统仪器性能。本文报道一种受超表面启发的图案化等离子体梯度（PPG/SPPG）生物传感器，利用连续变化的等离子体纳米天线阵列将局部折射率信息转换为二维光学图案。该器件可将亚单层分子引起的微小折射率变化转化为等共振环的位置与面积变化，并通过智能手...
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...
自参考检测对生物传感器至关重要。基于全内反射的线性弱测量系统因高稳定性、无标记检测和易于集成而受到关注。本文提出一种基于线性全内反射弱测量系统的差分检测方法。通过引入快轴与竖直方向成45°的半波片（HWP），将水平（H）和垂直（V）偏振光相互转换，从而获得 HWP 前后光路相位变化的差值。实验利用 Soleil–Babinet 补偿...
超表面按结构特征可分为反射阵列和透射阵列两类。本文针对 y 偏振入射设计了一种透射阵列超表面，其透射谱具有宽度小于 3 nm 的窄带凹陷。通过调节矩形散射体的线性几何参数，实现了 x 与 y 偏振入射透射率比在 0.031% 至 1% 范围内可调的偏振器。基于该偏振器的窄带偏振敏感性，进一步设计了可见光波段生物传感器，用于检测 1....
本文报道一种由实心光纤（SCF）与空心光纤（HCF）构成的双锥形光学方向耦合器传感器。该器件采用 SM980 单模光纤和 Polymicro TSP320450 聚酰亚胺涂覆熔融石英毛细管，经氢火焰拉制形成 2×2 耦合结构，并用 PDMS 封装固定。850 nm 激光由 SCF 输入，在耦合区通过倏逝波与 HCF 发生功率交换；H...
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...