研究目的
研究基于银膜中常规矩形孔的紧凑型等离子体结构的同时开关与传感性能。
研究成果
所提出的等离激元结构在开关和传感应用中均展现出高性能，具有超高灵敏度和超快响应时间。所采用的分析方法验证了模拟结果的准确性，为未来等离激元纳米结构的研究铺平了道路。
研究不足
该研究聚焦于近红外波长范围，在未经进一步优化的情况下可能无法直接适用于其他光谱区域。
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具有近红外传感能力的等离子体开关的等效电路模型与传输矩阵分析方法
DOI：10.1007/s11468-020-01167-x
期刊：Plasmonics
出版年份：2020
更新时间：2025-09-23 15:19:57
摘要：
本文提出并研究了一种基于银膜常规矩形孔的紧凑型等离激元结构，该结构同时具备开关与传感功能。所提出的结构具有高达3000 nm/RIU的超灵敏度及170 RIU?1的高品质因数。仿真结果表明，该折射率传感器有望检测疟疾感染、癌细胞、杆菌细菌以及水中的葡萄糖溶液。同时，通过改变入射光波偏振方向，该结构可在850、1310和1550 nm三个电信波长下分别实现15.81、31.20和25.03 dB的高消光比，表现为等离激元开关特性。在1056至1765 nm波长范围内，该开关功能实现了20 fs的超快响应时间，适用于宽带应用。此外，推导了等效电路模型和传输（ABCD）矩阵方法以验证仿真结果。该结构简单的设计、数值与解析结果的高度一致性、生物医学应用潜力、超高灵敏度及超快性能，为近红外区域其他多用途等离激元器件的设计与实现开辟了路径。据我们所知，所述解析方法此前尚未在近红外波长范围内进行研究，因此这些成果可为未来研究中验证等离激元纳米结构的仿真结果奠定基础。
作者：
Mohamad Nejat，Najmeh Nozhat
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