基于导模共振效应的自支撑超灵敏生物探测器

作     者：郭凌伟 麻健勇 GUO Ling-wei;MA Jian-yong

作者机构：杭州电子科技大学电子信息学院杭州710072 中国科学院上海光学精密机械研究所上海201800 

出 版 物：《光子学报》 (Acta Photonica Sinica)

年 卷 期：2012年第41卷第12期

页      面：1483-1487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：上海市自然科学基金(No.10ZR1433500) 浙江省自然科学基金(No.KYZ074108017资助 

主　　题：导模共振光栅 生物探测器 自支撑光栅 严格耦合波算法 

摘      要：基于多层平面波导理论,采用自支撑共振光栅,提出了一种应用于生物探测领域的超高准确度传感器.理论计算表明,本文提出的生物传感器,其探测准确度于共振光栅的周期成正比,接近基于共振效应传感器的理论极限.采用单层共振光栅的归一化色散方程,计算了色散曲线随探测介质折射率的变化关系,从而证明了其探测准确度.此外,基于此共振光栅结构,设计了工作在近红外和中红外波段的生物探测器,分别应用于液体(1.3～1.7)和气体探测,折射率的分辨能力在近红外波段可以达到1×10-5,在红外波段优于1×10-6,能满足绝大多数生物材料的探测.相比于传统的基于导模共振效应的共振传感器,本文提出的生物传感器,其探测准确度有一至两个数量级的提高.