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基于MEMS可变形悬臂梁的可重构表面等离子体共振光电探测器

DOI：10.1021/acsphotonics.9b01510 期刊：ACS Photonics 出版年份：2020 更新时间：2025-09-19 17:13:59
摘要： 等离子体光电探测器具有许多实用特性，例如波长或偏振特异性光电探测。尽管可重构等离子体结构已被深入研究，但等离子体光电探测器光学特性的重构尚未见报道。本文报道了一种金衍射光栅型等离子体光电探测器，该探测器通过MEMS可变形悬臂梁重构其光学特性。通过将悬臂梁在-21°至21°范围内进行角度扫描来重构光电探测器特性，发现光电流信号波形的峰值偏移与1200纳米至1500纳米波长范围相关，这与表面等离子体共振理论一致。在演示实验中，所提出的可重构等离子体光电探测器使我们能够获取光的光谱信息。
作者： Masaaki Oshita，Hidetoshi Takahashi，Yoshiharu Ajiki，Tetsuo Kan
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

报道了一种在倾斜角微机电系统（MEMS）悬臂梁上配备金光栅结构的光电探测器，用于重构等离子体光电探测特性，并通过该可重构等离子体光电探测器实验验证了光谱测量功能。

研究成果

所提出的器件实现了等离激元光电探测器的表面等离子体共振（SPR）耦合重构。该重构产生了角度相关的SPR诱导光电流波形，并能够确认光电流信号峰值随入射波长变化的偏移情况，这与SPR理论相符。该演示证明了可重构等离激元光电探测器在光谱分析和偏振特异性测量中的可用性。

研究不足

波形失真可能源于瞬态现象，这可归因于外围电路的响应时间以及器件内部的电感或电容因素。通过优化外围电路或悬臂梁上的等离子体结构，这些问题可以得到消除。

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