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基于马赫-曾德尔干涉仪结构中表面等离子体激元传播的纳米级生物传感器数值研究
摘要： 本文通过数值方法研究了一种基于马赫-曾德尔干涉仪的纳米级等离子体生物传感器。我们采用两种方法分析了马赫-曾德尔干涉仪（MZI）生物传感器的工作原理：第一种方法通过考察不同样品介质折射率及不同结构尺寸下表面等离极化激元（SPP）模式的传输特性，发现在金层长度为12微米、宽度为80纳米时，折射率变化约0.045可实现最佳约56.6%的传输率；第二种方法则通过不同几何参数研究了MZI的灵敏度、品质因数（FOM）和优值因子（Q因子）。结果表明：在固定长度条件下，增加金层厚度能显著提升Q因子和FOM；而当金层厚度固定并设置三种不同长度时，随着生物传感器长度增加，其灵敏度、Q因子及FOM均呈现上升趋势。最后，在主金层上方叠加两层独立附加金层后，该等离子体MZI生物传感器的灵敏度和FOM相比无附加层的MZI生物传感器实现了显著提升。
关键词： 等离子体生物传感器，表面等离子体激元（SPP），马赫-曾德尔干涉仪（MZI），时域有限差分法（FDTD）
更新于2025-09-23 15:23:52
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基于H型光纤中长程表面等离子体激元激发的超高灵敏度折射率传感器
摘要： 本文提出并数值分析了一种基于H型微结构光纤对称介质-金属-介质波导（DMDW）长程表面等离子体共振的高灵敏度折射率（RI）传感器新设计。从理论上研究了DMDW几何与光学特性对传感器性能的影响，评估了1.33至1.39大范围折射率分析物以探究该结构的传感特性。结果表明：DMDW增强了光纤纤芯模式与等离子体模式的耦合，最优构型展现出27纳米的半高全宽、接近1.3×10??的分辨率、7540纳米/折射率单位的高灵敏度及280折射率单位?1的品质因数。此外，当侧孔内壁沉积不同DMDW时，该器件还具有多分析物传感和自参考潜力。所提出的传感器结构简单且具有极具竞争力的传感参数，证明该器件是极具前景的替代方案，可广泛应用于多个领域。
关键词： 光纤传感器，表面等离子体激元（SPP），表面等离子体共振，光波导，折射率（RI）传感器
更新于2025-09-23 15:19:57
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等离子体激元在无线太赫兹纳米通信中的关键作用——综述
摘要： 近年来，无线数据流量呈现前所未有的增长态势。根据流量预测数据，未来十年内其规模有望与有线宽带基础设施形成充分竞争。为满足用户对更高数据速率的持续增长需求并适配多样化应用场景，需采用新技术在纳米尺度上部署太赫兹频段无线通信系统，从而运用更高载波频段的太赫兹频谱资源。现有5G及未来通信、片上网络系统架构、纳米传感器网络等特定无线应用，已无法通过当前技术与系统架构满足速度与延迟需求。除传统CMOS技术及已验证但仍具前景的光子技术外，等离激元技术与石墨烯材料等新兴方案，或将为现行太赫兹技术挑战提供可行基础设施解决方案。本综述论文通过提供深度参考资料，系统探究了太赫兹通信中等离激元系统的当前及前沿技术实现方案，重点阐释了等离激元技术在未来太赫兹频段无线通信及应用中的基础作用——这些技术将定义未来满足用户需求的发展方向。
关键词： 表面等离子体激元（SPP）、无线片上网络（WiNoC）、石墨烯天线、多输入多输出（MIMO）、无线纳米传感器网络（WNSNs）、石墨烯场效应晶体管（GFET）、太赫兹收发器、基于石墨烯的无线片上网络（GWiNoCs）
更新于2025-09-16 10:30:52