基于单通道暴露核心圆形PCF的高灵敏SPR传感器的数值分析,用于广泛的RI传感

科学领域:

• 光电学是指光电子产品.
• 纳米光子学 纳米光子学
• 生物医学传感传感器

背景情况:

• 表面等离子共振 (SPR) 传感器为检测分析物提供高灵敏度.
• 光子晶体纤维 (PCF) 为集成光学传感提供了一个多功能平台.
• 开发敏感和有选择性的传感器,用于早期发现疾病和监测水质是至关重要的.

研究的目的:

• 为了数值调查一个高度敏感的PCF-SPR传感器.
• 设计一种能够检测五种癌症类型和细菌污染的传感器.
• 为了评估传感器在广泛的折射率范围内的性能.

主要方法:

• 使用圆形的PCF,有两个战略位置的空气孔.
• 使用COMSOL多物理软件进行基于有限元法 (FEM) 的模拟.
• 分析核心导向模式与表面等离子极子子 (SPPs) 之间的相互作用.

主要成果:

• 达到188,000 nm/RIU的最大波长灵敏度 (WS) 和22,377.99 RIU-1的幅度灵敏度 (AS).
• 显示传感器分辨率 (SR) 为 5.3191 × 10-7 RIU,功率 (FOM) 为 854.55 RIU-1.
• 在可见到近红外 (VNIR) 范围内展示了针对特定癌细胞和水污染物的量身定制的AS和WS值.

结论:

• 拟议的PCF-SPR传感器在检测各种分析物中表现出卓越的性能.
• 传感器的设计提供了高灵敏度,广泛的传感范围和良好的线性.
• 这项技术对各种生物和分子检测应用具有重大潜力.