基于表面等离子体共振的光子晶体光纤生物传感

作     者：范雨艳 施伟华 Fan Yuyan;Shi Weihua

作者机构：南京邮电大学电子与光学工程学院、微电子学院江苏南京210023 

出 版 物：《激光与光电子学进展》 (Laser & Optoelectronics Progress)

年 卷 期：2021年第58卷第21期

页      面：47-52页

核心收录：

学科分类：070207[理学-光学] 07[理学] 08[工学] 0803[工学-光学工程] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家自然科学基金(61571237,61275067) 江苏省研究生科研与实践创新计划(SJCX19_0280) 

主　　题：光纤光学 折射率传感 生物传感 表面等离子体共振 

摘      要：为解决电化学生物传感的电磁干扰,提高光学生物传感的灵敏度,提出了一种基于表面等离子体共振(SPR)的光子晶体光纤(PCF)传感结构并将其应用于脱氧核糖核酸的检测中。为了易于检测,将Au膜镀在PCF的外表面直接接触待测溶液。利用全矢量有限元法结合各向异性的完美匹配层对该结构进行数值研究。结果表明,在1.333~1.347折射率范围内,该结构具有明显的SPR效应,在1300~1400 nm波长范围内形成了不同位置的共振损耗峰。当Au膜厚度为60 nm、占空比为0.6、孔直径为1.2μm时,该结构的灵敏度可达到7250 nm/RIU(RIU为折射率单元),检测限可达到10-6量级,品质因数为145 RIU-1。该结构在生物传感、液态物质检测等领域具有潜在的应用前景。