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单壁碳纳米管太赫兹超表面窄带吸收及其传感特性 被引量:1
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作者 张向 王玥 +5 位作者 张婉莹 张晓菊 罗帆 宋博晨 张狂 施卫 《物理学报》 SCIE EI CSCD 北大核心 2024年第2期225-233,共9页
由于碳纳米管具有优异的电学和光学特性,因此在光电子学领域具有广泛的应用前景.本文使用真空抽滤法,将单壁碳纳米管粉末分散液通过真空过滤的方式,制备了一种各向同性的单壁碳纳米管薄膜;进而提取了薄膜在0.4—2.0 THz范围内介电参数,... 由于碳纳米管具有优异的电学和光学特性,因此在光电子学领域具有广泛的应用前景.本文使用真空抽滤法,将单壁碳纳米管粉末分散液通过真空过滤的方式,制备了一种各向同性的单壁碳纳米管薄膜;进而提取了薄膜在0.4—2.0 THz范围内介电参数,并设计了一种基于单壁碳纳米管薄膜的新型太赫兹超表面窄带吸收器,这种超表面吸收器是由方形与工字形狭缝谐振器构成.实验和仿真结果表明,提出的太赫兹超表面吸收器在0.65,0.85,1.16和1.31 THz处存在4个明显的共振吸收峰,实现了最高可达90%的完美吸收.利用多重反射干涉理论阐明了这种多频带新型太赫兹超表面的吸收机制.通过在超表面器件表面覆盖具有不同折射率的介质层,深入研究了超表面作为折射率传感器的传感性能.研究结果表明,这种新型超表面吸收器用于折射率传感具有较高的灵敏度,为进一步开发新型碳基太赫兹超表面吸收器提供了新的思路和方案. 展开更多
关键词 单壁碳纳米管薄膜 太赫兹 超表面 折射率传感
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基于磁偶极子共振的石墨烯传感器
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作者 刘伟 张永刚 +3 位作者 张瑞 武桂芳 梁兰菊 姚海云 《枣庄学院学报》 2024年第2期8-13,共6页
设计一种开口谐振环超表面与太赫兹波相结合的石墨烯传感器,实现对不同物质更加灵敏的痕量检测。当谐振环的对称性被破坏后,电偶极子和磁偶极子之间产生干涉现象,从而形成了透明窗口,并根据多极子散射功率进一步说明谐振点处的共振机理... 设计一种开口谐振环超表面与太赫兹波相结合的石墨烯传感器,实现对不同物质更加灵敏的痕量检测。当谐振环的对称性被破坏后,电偶极子和磁偶极子之间产生干涉现象,从而形成了透明窗口,并根据多极子散射功率进一步说明谐振点处的共振机理。超表面与石墨烯的结合,可以实现对吡虫啉杀虫剂的低浓度检测,其检测限为1.725 fg/ml。这种超灵敏检测是通过介电环境发生细微变化时,石墨烯的费米能级会移动到狄拉克点来实现的。该方法在实现低浓度农药检测方面具有重大意义。 展开更多
关键词 超表面 石墨烯 传感器 磁偶极子共振
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手性THz超表面传感器对乳酸对映体的灵敏检测
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作者 杨君 陈学权 +2 位作者 王天武 方广有 亓丽梅 《太赫兹科学与电子信息学报》 2024年第10期1081-1087,共7页
基于柔性扭曲双层手性超表面传感器,采用太赫兹时域光谱技术,以手性乳酸(LA)对映体为研究对象,提出一种在太赫兹波段实现手性物质浓度传感和对映体识别的方法。结果表明,手性超表面传感器的圆二色谱(TCD)会随着浓度的增加而发生偏移,且... 基于柔性扭曲双层手性超表面传感器,采用太赫兹时域光谱技术,以手性乳酸(LA)对映体为研究对象,提出一种在太赫兹波段实现手性物质浓度传感和对映体识别的方法。结果表明,手性超表面传感器的圆二色谱(TCD)会随着浓度的增加而发生偏移,且不同的手性对映体偏移量不同,左旋性LA(L-LA)和右旋性LA(D-LA)的最高检测灵敏度分别为2.6 GHz/(mg/mL)和1.9 GHz/(mg/mL),检测限低至0.01 mg/mL。手性超表面传感器在LA传感和手性识别方面的巨大潜力,为手性对映体的灵敏检测提供了一种高效、低成本的技术方法。 展开更多
关键词 乳酸识别 对映体检测 太赫兹传感器 手性超表面 圆二色谱
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基于SWCNTs薄膜的多谐振环太赫兹超表面传感特性
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作者 张向 罗帆 +2 位作者 任铭欣 宋博晨 王玥 《太赫兹科学与电子信息学报》 2024年第4期353-359,372,共8页
基于单壁碳纳米管(SWCNTs)薄膜,构建了一种具有多频窄带共振效应的新型太赫兹(THz)超表面。深入分析了周期性微结构单元参数对超表面的共振特性的影响;通过仿真及理论计算对器件的共振耦合机理进行研究,二者具有较好的一致性。通过在超... 基于单壁碳纳米管(SWCNTs)薄膜,构建了一种具有多频窄带共振效应的新型太赫兹(THz)超表面。深入分析了周期性微结构单元参数对超表面的共振特性的影响;通过仿真及理论计算对器件的共振耦合机理进行研究,二者具有较好的一致性。通过在超表面覆盖不同折射率的介质层,分析这种THz超表面器件的折射率传感特性,灵敏度分析结果显示,该超表面器件可实现最高64 GHz/RIU的折射率传感。 展开更多
关键词 太赫兹 单壁碳纳米管(SWCNTs) 超表面 传感器
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Optical fiber hydrogen sensor using metasurfaces composed of palladium 被引量:2
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作者 Shunshuo Cai Wanhan Hu +5 位作者 Yiman Liu Juan Ning Sixuan Feng Chao Jin Lingling Huang Xin Li 《Chinese Optics Letters》 SCIE EI CAS CSCD 2022年第5期43-47,共5页
Palladium-based hydrogen sensors have been typically studied due to the dielectric function that changes with the hydrogen concentration. However, the development of a reliable, integral, and widely applicable hydroge... Palladium-based hydrogen sensors have been typically studied due to the dielectric function that changes with the hydrogen concentration. However, the development of a reliable, integral, and widely applicable hydrogen sensor requires a simple readout mechanism and an optimization of the fast detection of hydrogen. In this work, optical fiber hydrogen sensing platforms are developed using an optimized metasurface, which consists of a layer of palladium nanoantennas array suspended above a gold mirror layer. Since the optical properties of these palladium nanoantennas differ from the traditional palladium films, a high reflectance difference can be achieved when the sensor based on the metasurface is exposed to the hydrogen atmosphere. Finally, the optimized reflectance difference ΔR of ~0.28 can be obtained when the sensor is exposed in the presence of hydrogen. It is demonstrated that this integrated system architecture with an optimized palladium-based metasurface and a simple optical fiber readout system provides a compact and light platform for hydrogen detection in various working environments. 展开更多
关键词 hydrogen detection metasurface PALLADIUM optical fiber sensor
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基于Au纳米平行双棒超表面阵列的双Fano共振和折射率传感器特性研究 被引量:2
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作者 张志东 张慧男 +3 位作者 梁洁 盖海霞 刘艳莉 朱旭鹏 《中国光学(中英文)》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期961-971,共11页
为了研究超表面结构的耦合及折射率传感特性,设计了一种由两种长度不同的纳米棒组成的二聚体结构,并研究该结构的透射光谱,共振峰处的电场和电荷分布以及结构参数对透射光谱的影响。本文采用有限元法对光学性能进行仿真分析,采用准静态... 为了研究超表面结构的耦合及折射率传感特性,设计了一种由两种长度不同的纳米棒组成的二聚体结构,并研究该结构的透射光谱,共振峰处的电场和电荷分布以及结构参数对透射光谱的影响。本文采用有限元法对光学性能进行仿真分析,采用准静态逼近模型解释了平行双纳米棒结构的耦合机理。在共振波长上模拟电场分布,分析电子振动模式,在透射光谱中出现了不对称线型的双Fano共振。结果表明,双Fano共振是由纳米棒和衬底之间的耦合作用产生的,可以通过结构参数和周围介质的折射率来调控,且基于Fano共振的折射率灵敏度最大可达1.137μm/RIU。这些研究结果为设计等离激元传感器提供了理论依据。 展开更多
关键词 等离激元超表面 Au纳米棒 双Fano共振 折射率传感器
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太赫兹等离子体激元增强传感研究进展 被引量:1
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作者 黄异 张政浩 +4 位作者 钟宇杰 林廷玲 谢雨杉 罗曼婷 钟舜聪 《福州大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2021年第5期655-665,共11页
太赫兹作为一个大多数有机分子和生物大分子的振动和转动频率所在位置,已引起全社会的高度关注.近年来,随着太赫兹源和探测技术的不断发展更新,使得获取稳定的宽带太赫兹脉冲源成为一种常规技术.然而,相比于太赫兹波波长,由于分子的吸... 太赫兹作为一个大多数有机分子和生物大分子的振动和转动频率所在位置,已引起全社会的高度关注.近年来,随着太赫兹源和探测技术的不断发展更新,使得获取稳定的宽带太赫兹脉冲源成为一种常规技术.然而,相比于太赫兹波波长,由于分子的吸收截面非常小,导致微弱的相互作用,很难根据太赫兹特征光谱的变化对物质进行种类判定或定量分析的传感检测.如何增强太赫兹光谱技术的传感灵敏度,快速便捷地实现微量样品的检测,是太赫兹传感亟待解决的现实问题.电磁超表面凭借其独特的共振电场增强效应为解决这一问题提供了很好的解决方案.太赫兹等离子体激元增强传感研究自2000年起其发展已有了长足的进步,多种基于不同电磁超表面的太赫兹增强传感创新技术与方法被相继提出.本研究重点介绍这些针对太赫兹传感增强提出的表面等离子体共振传感器的最新研究进展,并详细指出它们的优势和不足.在此基础上总结了太赫兹增强传感的研究工作,并对其未来的发展方向进行展望. 展开更多
关键词 太赫兹 电磁超表面 表面等离子体共振 传感器
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基于准连续域束缚态介质超表面的光微流折射率传感研究 被引量:2
8
作者 胡维东 杜响 +4 位作者 刘思玉 黄万霞 石风华 石建平 李光元 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2023年第9期70-78,共9页
准连续域束缚态(Quasi-BIC)是超表面中一种特殊共振模,具有极高的品质因子,可以极大地提高光与物质的相互作用,在荧光增强、纳米激光、光传感以及非线性光学等领域均有重要应用。本文基于我们前期对quasi-BIC产生的理论,研究quasi-BIC... 准连续域束缚态(Quasi-BIC)是超表面中一种特殊共振模,具有极高的品质因子,可以极大地提高光与物质的相互作用,在荧光增强、纳米激光、光传感以及非线性光学等领域均有重要应用。本文基于我们前期对quasi-BIC产生的理论,研究quasi-BIC介质超表面在折射率传感方面的应用。本文给出了传感系统的基本结构,利用电子束光刻技术结合注塑工艺完成了样品光流控结构的制备,并初步测试性能。研究结果表明,得益于产生quasi-BIC的新方法,该超表面具有两个高Q值quasi-BIC共振峰(1.523μm和1.570μm,品质因子分别为3069和4071)。以四种折射率溶液(n分别为1.450/1.462/1.470/1.480)为样品的测试实验表明,两个共振峰均能完成折射率检测,灵敏度S分别为452 nm/RIU、428 nm/RIU,性能评价指标FOM分别为376.7、372,优于现有文献;共振波长和折射率之间线性度良好,展现了quasi-BIC超表面在折射率传感中的应用潜力。 展开更多
关键词 超表面 准连续域束缚态 光微流折射率传感 表面晶格共振
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一种基于Fano共振的全介质超表面折射率传感器 被引量:1
9
作者 郑露 张翔宇 +3 位作者 桑艳 刘波 刘会刚 刘海涛 《半导体光电》 CAS 北大核心 2019年第4期459-462,466,共5页
提出了一种以'双C'形硅纳米天线为基本单元的全介质超表面折射率传感器。介绍了法诺(Fano)共振的原理,通过建立法诺共振解析模型,解释了该传感器反射率谱曲线不对称线型形成的物理机制。用电磁仿真软件对介质超表面进行了数值仿... 提出了一种以'双C'形硅纳米天线为基本单元的全介质超表面折射率传感器。介绍了法诺(Fano)共振的原理,通过建立法诺共振解析模型,解释了该传感器反射率谱曲线不对称线型形成的物理机制。用电磁仿真软件对介质超表面进行了数值仿真,仿真结果显示该超表面用作折射率传感器时具有较高的灵敏度、Q因子与FOM值,分别达到228nm/RIU、1 162与243。 展开更多
关键词 全介质超表面 折射率传感器 Fano共振
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双矩形劈裂硅环超表面中连续域束缚态研究 被引量:1
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作者 曹嘉伟 陶浩浩 孙光厚 《九江学院学报(自然科学版)》 CAS 2022年第4期46-49,64,共5页
连续域束缚态因其高品质因子和大电磁场增益在微纳光学器件中具有重要的应用潜力.文章提出了由双矩形劈裂硅环周期排列构成的超表面,通过调节劈裂间隙宽度实现对称破缺,研究发现该超表面支持对称保护的连续域束缚态,其品质因子与不对称... 连续域束缚态因其高品质因子和大电磁场增益在微纳光学器件中具有重要的应用潜力.文章提出了由双矩形劈裂硅环周期排列构成的超表面,通过调节劈裂间隙宽度实现对称破缺,研究发现该超表面支持对称保护的连续域束缚态,其品质因子与不对称度满足平方反比关系.利用连续域束缚态的高品质因子和在劈裂间隙中大的电场局域增强特优点,获得了高性能的折射率传感器,其折射率灵敏度为236.2 nm/RIU,质量因数FOM达到956.该超表面独特的光学性质可以应用于传感器、光学开关、激光器、非线性光学等新型纳米光学器件. 展开更多
关键词 连续域束缚态 超表面 折射率传感器
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基于Fano共振的全介质型超表面甲烷传感器设计 被引量:1
11
作者 刘海 周彤 +5 位作者 陈聪 高鹏 戴耀威 王晓林 段森浩 高宗阳 《工矿自动化》 CSCD 北大核心 2023年第9期106-114,共9页
与传统甲烷传感器相比,超表面甲烷传感器具有高度灵敏、性能稳定、小型化、集成化、多功能可定制等优点,更满足在煤矿等复杂环境下的应用需求。设计了基于Fano共振的全介质型超表面甲烷传感器。超表面结构由周期性的硅纳米结构和SiO2衬... 与传统甲烷传感器相比,超表面甲烷传感器具有高度灵敏、性能稳定、小型化、集成化、多功能可定制等优点,更满足在煤矿等复杂环境下的应用需求。设计了基于Fano共振的全介质型超表面甲烷传感器。超表面结构由周期性的硅纳米结构和SiO2衬底组成,包含4个方形硅环纳米结构及中心的硅纳米方块。通过改变几何参数观察其对全介质超表面结构Fano共振的影响,结果表明,综合考虑结构的品质因数和调制深度,应选取方形硅环中心距离为1000 nm,方形硅环的内边长为100 nm,硅纳米块的边长为200 nm,此时品质因数为227.60,调制深度为99.98%,接近100%。通过在超表面结构内涂覆甲烷气敏薄膜实现传感检测功能,结合极窄线宽的Fano谐振特性和显著的局域场增强效应,实现对甲烷气体的高精度检测。仿真结果表明:全介质超表面传感器对甲烷体积分数的灵敏度为−0.953 nm/%,且甲烷体积分数变化与共振峰偏移量呈线性关系,监测性能较好;全介质超表面传感器的折射率灵敏度高达883.95 nm/RIU,且共振峰偏移量与环境折射率增量呈线性关系,可用于检测环境折射率的变化。 展开更多
关键词 甲烷传感器 Fano共振 超表面器件 品质因数 调制深度 灵敏度 环境折射率
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基于VO_(2)的超表面双气体传感器设计 被引量:1
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作者 刘海 万寅辉 +6 位作者 陈聪 高鹏 戴耀威 赵佳明 王馨艳 路祥宇 赵思怡 《工矿自动化》 CSCD 北大核心 2023年第1期19-27,79,共10页
针对传统矿用气体传感器易受温度和环境湿度等因素的影响而导致稳定性不高的问题,基于局域表面等离子共振原理和二氧化钒(VO_(2))的相变特性,设计了一种基于VO_(2)的超表面双气体传感器。该传感器结构由上下三层组成,表面由多层金属-介... 针对传统矿用气体传感器易受温度和环境湿度等因素的影响而导致稳定性不高的问题,基于局域表面等离子共振原理和二氧化钒(VO_(2))的相变特性,设计了一种基于VO_(2)的超表面双气体传感器。该传感器结构由上下三层组成,表面由多层金属-介电-金属(MDM)结构组成。根据VO_(2)的相变特点,通过改变施加的偏置电压,以电阻加热的形式加热金属板,精细控制VO_(2)的温度,通过改变VO_(2)的电导率来模拟VO_(2)的不同状态。当VO_(2)呈高温金属态时,上三层形成MDM结构,VO_(2)表现出金属性质,并在1721.3 nm激发局域表面等离子体共振(LSPR),实现甲烷检测,传感器的吸收率为94.3%,甲烷灵敏度为4.21 nm/%。当VO_(2)呈低温绝缘态时,下三层形成MDM结构,在2694.6 nm激发LSPR,实现氢气检测,传感器的吸收率为95.9%,氢气灵敏度为2.10 nm/%。当环境折射率发生变化时,VO_(2)在2种状态下的吸收峰均发生了红移,且呈线性关系,可以用来检测环境折射率的变化。为验证该传感器的可行性,对6种不同体积分数的甲烷、氢气和4种不同的环境折射率进行了仿真和分析,结果表明:基于VO_(2)的超表面双气体传感器可有效检测出较低浓度的甲烷和氢气,且灵敏度较现有的气体传感器有较大提升;谐振峰偏移量与环境折射率变化量和甲烷体积分数变化量的计算值和理论值误差很小,说明该传感器具有很高的准确性;通过分析环境折射率和谐振波长的关系,得出该传感器对环境折射率的变化同样具有较高的检测灵敏度。 展开更多
关键词 矿用气体传感器 超表面双气体传感器 局域表面等离子体共振 甲烷 氢气 气体灵敏度 环境折射率 VO_(2)
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基于介质超表面的集成化偏振光传感器
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作者 褚金奎 付佳新 刘建英 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2024年第19期233-240,共8页
设计了一种基于介质超表面的集成化偏振光传感器,该传感器由介质超表面、双层视场光阑和互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器等元件组成。首先,设计了用于将入射光正交分解为6种偏振光分量的介质超表面。其次,分析了传感器的光路结构... 设计了一种基于介质超表面的集成化偏振光传感器,该传感器由介质超表面、双层视场光阑和互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器等元件组成。首先,设计了用于将入射光正交分解为6种偏振光分量的介质超表面。其次,分析了传感器的光路结构,利用微纳工艺制作了用于消除环境杂光的双层视场光阑。然后,搭建了传感器对准平台,并在平台上完成传感器的制备。最后,对传感器进行标定与实验测试,标定后传感器的全Stokes参数测量误差为±0.15,偏振角误差为±0.3°。该传感器具有小体积、多方向、可测量全Stokes参数等优点。 展开更多
关键词 集成光学器件 偏振光传感器 介质超表面 双层视场光阑 全Stokes参数测量
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基于Fano共振的全介质超表面双参数传感器
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作者 南雪莹 刘会刚 刘海涛 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期162-170,共9页
与金属超表面相比,全介质超表面具有较低的欧姆损耗和较尖锐的共振峰。提出了一种基于“θ”形全介质硅超表面的双参数传感器。通过增加空孔破坏周期单元结构的对称性,从而产生两个Fano共振峰,其中第一个Fano共振峰为连续域中的准束缚态... 与金属超表面相比,全介质超表面具有较低的欧姆损耗和较尖锐的共振峰。提出了一种基于“θ”形全介质硅超表面的双参数传感器。通过增加空孔破坏周期单元结构的对称性,从而产生两个Fano共振峰,其中第一个Fano共振峰为连续域中的准束缚态(QBIC),两个峰的光谱对比度分别为71.4%和99.4%。利用商用多物理场仿真软件COMSOL对该超表面周期结构进行模拟仿真,结果表明,传感器在两个Fano共振峰处的折射率传感灵敏度分别为278.9 nm·RIU-1和230.0 nm·RIU^(-1),优值(FOM)最大为9387,品质因子(Q)最大为9735。本传感器能够同时实现折射率和温度的双参数测量,仿真结果显示两个共振峰的温度传感灵敏度分别为18.86 pm·℃^(-1)和42.71 pm·℃^(-1)。 展开更多
关键词 传感器 Fano共振 全介质超表面 折射率传感 温度传感
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可调谐超表面的生物分子检测研究进展
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作者 柴付美 李晨霞 +1 位作者 洪治 井绪峰 《光电子.激光》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期657-672,共16页
超表面作为一种超薄微纳器件具有优良的性能,利用超表面检测生物分子具有越来越广泛的前景。本文调研了可调谐超表面检测生物分子的研究进展,并分别从太赫兹波段、中红外波段、光波段阐述当前的研究成果。本文重点介绍了当前超表面利用... 超表面作为一种超薄微纳器件具有优良的性能,利用超表面检测生物分子具有越来越广泛的前景。本文调研了可调谐超表面检测生物分子的研究进展,并分别从太赫兹波段、中红外波段、光波段阐述当前的研究成果。本文重点介绍了当前超表面利用外加电压、改变环境温度等实现可调谐的方法,并对超表面检测不同生物分子的性能进行了总结分析,最后给出了可调谐超表面在生物分子检测方面未来发展的机遇与挑战。 展开更多
关键词 超表面 可调谐 传感器 生物医学
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杂交链式反应太赫兹超表面传感器检测miRNA-92a浓度
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作者 杨墨 林上君 +1 位作者 陈洁 胡放荣 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第15期203-210,共8页
由于结直肠癌潜伏期长、发展缓慢,早期很难得到准确诊断。外泌体中的microRNA(简称miRNA)是包含18到22个核苷酸的非编码RNA,参与转录抑制和转录后调控,与肿瘤细胞的增殖与迁移过程息息相关。因此,可以通过检测外泌体中的miRNA浓度实现... 由于结直肠癌潜伏期长、发展缓慢,早期很难得到准确诊断。外泌体中的microRNA(简称miRNA)是包含18到22个核苷酸的非编码RNA,参与转录抑制和转录后调控,与肿瘤细胞的增殖与迁移过程息息相关。因此,可以通过检测外泌体中的miRNA浓度实现对结直肠癌的早期诊断。以太赫兹超表面传感器为检测元件,结合杂交链式反应(HCR)信号放大策略,提出一种高灵敏度检测miRNA-92a浓度的方法。实验结果表明,超表面传感器谐振频率的频移量与miRNA-92a的浓度之间具有良好的线性关系,检测灵敏度达6.26 GHz/lg C_(miRNA-92a)。所提方法具有快速、检出限低和灵敏度高等优点,适用于对癌症相关外泌体浓度的快速检测和疾病早期诊断。 展开更多
关键词 太赫兹光谱技术 超表面传感器 杂交链式反应 结直肠癌诊断 外泌体microRNA
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基于Fano共振的全介质超表面传感器 被引量:3
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作者 张旭 赵本磊 +2 位作者 吴波 张翰成 刘海 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2022年第17期386-391,共6页
为了实现高灵敏度的双参量传感,设计了一种对称的全介电超表面结构。在超表面上涂覆气敏薄膜后,会产生标记为dip 1和dip 2的两个Fano共振峰,可用于同时测量折射率和气体体积分数。计算结果表明,dip 1的折射率灵敏度和气体体积分数灵敏... 为了实现高灵敏度的双参量传感,设计了一种对称的全介电超表面结构。在超表面上涂覆气敏薄膜后,会产生标记为dip 1和dip 2的两个Fano共振峰,可用于同时测量折射率和气体体积分数。计算结果表明,dip 1的折射率灵敏度和气体体积分数灵敏度分别为1035 nm/RIU和-0.57 nm/%,dip 2的折射率灵敏度和气体体积分数灵敏度分别为543.6 nm/RIU和-0.87 nm/%。该传感器可用于双参量的高灵敏度测量,且这种对称结构得到的透射谱不受光源偏振角度的影响,提高了传感器对光源的适应性,为环境空间的检测提供了一种新方法。 展开更多
关键词 传感器 偏振无关 Fano共振 超表面
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基于Fano共振超表面的多功能传感器设计 被引量:3
18
作者 刘海 任紫燕 +4 位作者 陈聪 高鹏 乔昱嘉 冯越 罗灏 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第10期176-185,共10页
基于Fano共振超表面所具有的高品质因数Q以及电场局域特性设计了一种全介质超表面结构,探究了超表面结构参数与品质因数Q、调制深度之间的关系。通过改变结构实现了单重Fano共振至双重Fano共振的有效调控。对比同等参数下矩形柱与椭圆... 基于Fano共振超表面所具有的高品质因数Q以及电场局域特性设计了一种全介质超表面结构,探究了超表面结构参数与品质因数Q、调制深度之间的关系。通过改变结构实现了单重Fano共振至双重Fano共振的有效调控。对比同等参数下矩形柱与椭圆柱超表面结构的灵敏度,选择矩形柱结构并确定其最优参数。矩形柱超表面结构的品质因数Q最大可达3408,双重Fano共振峰的调制深度接近99%。通过仿真计算可知该结构对甲烷体积分数的测量灵敏度可以达到1.57 nm/%(对应dip1)和1.66 nm/%(对应dip2),对背景折射率的测量灵敏度为419.45 nm/RIU和395.7 nm/RIU,FOM(figure of merit)值分别为524.3 RIU-1和542.8 RIU-1。此外,入射光偏振角度对此传感结构的Fano共振透射光谱强度具有一定影响,这一特性为光学非对称传输、偏振角检测以及超表面多功能复用等提供了新思路。 展开更多
关键词 传感器 Fano共振 全介质超表面 甲烷传感器 偏振敏感 光学传感器
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基于全介质超表面的微流体折射率传感器 被引量:11
19
作者 陈颖 张敏 +5 位作者 丁志欣 周健 赵蒙 李美洁 王建坤 朱奇光 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期159-168,共10页
基于全介质超材料的电磁属性,提出了一种基于硅缺口盘单谐振器的超表面微流传感装置;利用时域有限差分(FDTD)法进行仿真模拟,仿真结果表明,该结构可以产生三重Fano共振,包括可被入射光直接激发的明偶极共振以及非对称性结构下明暗模式... 基于全介质超材料的电磁属性,提出了一种基于硅缺口盘单谐振器的超表面微流传感装置;利用时域有限差分(FDTD)法进行仿真模拟,仿真结果表明,该结构可以产生三重Fano共振,包括可被入射光直接激发的明偶极共振以及非对称性结构下明暗模式干扰产生的一个高阶模式杂化共振和一个磁共振。另外,分析了结构参数(缺口长度和宽度、结构的周期、硅盘半径和厚度)对Fano共振的影响以及微流装置中分析物厚度对传感特性的影响,得到参数优化后的结构的灵敏度最大可达到400.36nm/RIU,品质因数Q最大可达到1252.3,并证明了溶液厚度在一定范围内增大可以提升传感检测的性能。 展开更多
关键词 传感器 全介质超表面 Fano共振 微流体传感检测 折射率传感
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微波电磁超材料设计与应用研究进展 被引量:3
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作者 田宇泽 金晶 +3 位作者 杨河林 范绿蓉 侯俊杰 林海 《中国科学:物理学、力学、天文学》 CSCD 北大核心 2023年第9期193-203,共11页
电磁超材料在二十多年的发展历程中,引发了学术界和产业界的广泛关注,在军事、民用等领域扮演着重要的角色.电磁超材料可以突破传统电磁器件电磁响应的局限,具有自然媒质所不具备的电磁特性.电磁超材料对不同频段的电磁波均具备优异的... 电磁超材料在二十多年的发展历程中,引发了学术界和产业界的广泛关注,在军事、民用等领域扮演着重要的角色.电磁超材料可以突破传统电磁器件电磁响应的局限,具有自然媒质所不具备的电磁特性.电磁超材料对不同频段的电磁波均具备优异的操控能力,进而演化出了多样化的电磁超材料功能器件.随着应用需求的不断提升,电磁超材料结构日趋复杂,功能趋向多元化.新材料与新工艺在电磁超材料中的融合应用不断涌现,以人工智能和优化理论为驱动力的超材料设计方法学研究蓬勃发展.本文结合近年来涌现出的研究成果和行业发展状况,简要总结了微波领域电磁超材料的发展应用态势.同时本文以近年知网论文数据库中收录的4949篇电磁超材料论文作为语料库,利用长短期记忆网络模型,从大数据角度,统计归纳了当前国内电磁超材料发展趋势.为从事本领域研究的科研人员提供了可资借鉴的方向展望. 展开更多
关键词 电磁超材料 吸波体 传感器 超材料天线 可重构超表面
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