本研究提出一种基于体Dirac半金属（BDS）与光子晶体混合架构的可调太赫兹生物传感器，用于无标记、高灵敏检测人血清白蛋白（HSA）。该传感器因缺陷模与BDS介导的等离子体响应协同耦合而产生尖锐Fano共振，其共振频率对传感层折射率变化高度敏感。电场模拟证实传感区域内存在显著的场限制与增强。BDS的电学可调性允许通过调节费米能级（0...
近期纳米技术进展使等离激元光学传感器成为生物传感的有力工具。这类传感器利用电磁波与金属纳米结构的相互作用，实现生物分析物的快速、无标记检测。本研究提出并优化了一种基于纳米孔阵列和金属-绝缘体-半导体-金属（MISM）纳米环的等离激元光学生物传感器，用于检测多种病毒。该结构在银基底上集成金和银层，纳米孔与纳米环经几何优化以增强对周围介...
太赫兹生物传感器因可用于高灵敏度痕量溶液检测而受到关注，但传统方法受太赫兹波空间分辨率限制以及极性溶剂（尤其水）强吸收制约，难以实现紧凑、快速、痕量测量。本文报道一种基于非线性光学晶体（NLOC）的紧凑型反射式太赫兹生物传感器，其表面制备少数不对称超原子阵列。飞秒激光聚焦于砷化镓（GaAs）基底时，通过光整流在约20 µm光斑处局部...
体狄拉克半金属（BDS）因具有类似石墨烯的优异光电特性，被称为“三维石墨烯”，近年来成为光学器件研究热点。本文提出一种基于BDS/布拉格反射器多层结构的可调谐高灵敏太赫兹生物传感器。该传感器利用BDS与一维光子晶体界面激发光学Tamm态（OTS），并使OTS与嵌入对称一维光子晶体中的缺陷模发生耦合，从而形成尖锐的Fano共振峰，实现...
本文介绍一种先进且低成本的方法，用于在单模光纤端面制备高质量准三维等离子体晶体生物传感器。无标记光学生物传感器在生物科学、药物发现和疾病诊断中具有广泛应用，其中表面等离子共振（SPR）灵敏度最高，但传统 SPR 依赖笨重复杂的光学耦合结构，不利于即时检测。光纤端面生物传感器具有浸入式读取和简化流体设计的优势，但生物层干涉（BLI）通...
等离子体超表面由金属—介质界面构成，可在背景与泄漏共振模式被激发，其纳米尺度自由电子的尖锐等离子激发可用于光电、能源收集与生物传感。现有 Fano 共振超表面生物传感器制备成本高、依赖洁净室，且有效面积小、样品定位困难。本文利用光盘基超表面大面积、均匀图案作为低成本激发非对称等离子模式的方法，实现可调光学 Fano 共振，并与微流控...
本文报道了一种可激发五重Fano共振的非贯通金属-绝缘体-金属（MIM）波导结构。该结构由方形开环谐振器（SSRC）与总线波导组成，Fano共振来源于SSRC激发的窄带离散态与总线波导激发的宽带连续态之间的相互干涉。采用有限元方法（FEM）对结构传输特性和磁场强度分布进行了详细分析，结果表明通过调节SSRC的开口宽度、方向等几何参数...
本文报道了一种基于介电光子晶体的近红外流体折射率传感器的制备与数值研究。该器件由低成本、化学惰性的二氧化硅（SiO2）和五氧化二铌（Nb2O5）薄膜构成，采用离子束溅射沉积形成对称波导结构，并通过聚焦离子束（FIB）铣削光刻制备周期性空气孔光子晶体。文章首先讨论了FIB工艺参数对孔深、侧壁角度和结构轮廓的影响，随后在生物流体折射率范...
本文在由同心双U形谐振器（USR）构成的简单太赫兹超材料中观察到电磁感应透明（EIT）现象。数值模拟与耦合洛伦兹振子理论分析表明，该EIT效应源于亮-亮模式耦合。不同入射偏振角下的透射谱显示，EIT透明窗口具有偏振敏感性；在特定偏振角下还会出现Fano共振，其尖锐且非对称的线型对传感具有较高价值。作者进一步研究了该结构的折射率传感性...
本文设计了一种由周期性单层石墨烯纳米带与介质多层结构组成的混合结构，用于产生Fano共振（FR）。石墨烯表面等离子体共振与介质波导模式之间的强相互作用形成FR。作者采用有限元方法研究FR行为，并与严格耦合波理论计算结果一致。结果表明，FR线型可通过石墨烯纳米带周期进行被动调谐，也可通过石墨烯费米能级进行主动调谐。由于FR具有解耦特性...
本文提出一种基于石墨烯/布拉格反射器混合结构的高灵敏度太赫兹生物传感器。该传感器利用石墨烯与布拉格反射器激发的石墨烯Tamm等离激元（GTPs）模式，与对称光子晶体中由传感层引入的缺陷模式发生模式耦合，形成尖锐的Fano共振反射峰。由于Fano共振峰对石墨烯费米能、传感介质厚度和折射率变化高度敏感，传感层中生物分子或气体引起折射率微...
芯片级集成等离子体光学与电子学可促进生物传感、信号处理和光电子应用，关键需求是芯片级制造方法。本文报道一种分槽谐振器平台，将高品质因子谐振等离子体生物传感器与射频纳米间隙镊子相结合。该分槽谐振器可同时作为介电泳陷阱和纳米等离子体传感器：在10 nm间隙上施加射频偏压，可吸引或排斥分析物；被捕获的分析物通过折射率传感实现无标记检测，其...
为实现基于等离子体效应的高灵敏度与多模式传感特性，本文基于理论分析探索了一种具有窄线宽和高吸收特性的高灵敏度折射率传感器结构。该传感器由周期性非对称金属环腔阵列、间隔层和金属薄膜层组成，并置于玻璃基底上。通过有限差分时间域方法计算其反射光谱，结果表明该结构在可见至近红外范围内可激发六个共振模式。结合模拟数据对传感器结构参数进行优化，...
伪足是细胞表面细长的指状突起，因其纳米尺度特征且信号常与细胞膜混合，难以用电学、力学或光学传感器检测。本文提出一种带微柱的三维纳米等离子体生物传感器，通过合适的化学涂层和物理尺寸，使微柱将细胞膜与纳米等离子体传感面隔开，从而分离伪足与细胞膜信号。该传感器采用具有尖锐Fano共振的三维不对称纳米柱检测伪足，其折射率灵敏度和品质因数分别...
本研究提出一种基于二维六方氮化硼（h-BN）纳米片与等离子体银膜–硅杂化纳米结构集成的新型 Fano 共振（FR）生物传感器，以实现超高检测灵敏度。由于 h-BN 具有超低损耗的表面等离子极化激元（SPP），可作为平面光子波导（PWG）产生能级分裂。通过调节 h-BN 提供的 PWG 模与银膜–硅杂化结构中的 SPP 模之间的耦合强...
细胞粘附参与多种生理与病理过程，常通过细胞形态变化追踪。作者此前报道的金纳米狭缝生物传感器可实时、无标记监测细胞形态与活力，但制备低效、复杂且昂贵。铝基纳米结构传感器具有更长衰减长度，适合分析细胞等大质量样品。本研究开发两种双层铝纳米狭缝等离子体生物传感器芯片：帽盖型（CPALNS）和沟槽型（GOALNS），通过热压纳米压印与注塑成...
表面激子极化激元（SEP）是光子与激子强耦合形成的准粒子，可沿晶体与介质界面传播，在新型光学传感器和器件中具有重要价值。本文提出一种基于 Fano 共振（FR）的多层薄膜成像生物传感器，利用 Cytop 作为间隔层，将平面波导模式（WGM）与 J-聚集体菁染料 TDBC 支持的 SEP 模式耦合，形成尖锐非对称反射谱。通过传输矩阵法...
本文提出并实现了一种由两个平面波导（PWG）和少层石墨烯构成的多层结构中的Fano共振，并详细分析了石墨烯存在下两个PWG模式之间的耦合机制。结果表明，Fano共振来源于两个波导中石墨烯不同本征损耗所导致的不同品质因子；多层结构中的电场分布计算结果验证了该结论。所提出的结构可应用于超灵敏生物传感器。通过优化结构参数，获得了显著改善的...
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...
本文提出一种用于无标记生物传感的导引布洛赫表面波共振（GBR）构型。GBR通过亚波长光栅的一阶衍射与一维光子晶体（PhC）平板和生物溶液界面处的布洛赫表面波（BSW）耦合而实现。除支持BSW模式外，光子晶体还提供设计自由度，可同时提高共振品质并降低共振谱的边带透射。低边带与高品质特征，加上BSW模式与生物溶液强烈重叠带来的大灵敏度，...