一个基于ITO涂层的高灵敏度U形光纤SPR传感器.
Chuhan Ye1, Zhibo Li1, Wenhao Kang2
1College of Physics and Electronic Engineering, Hainan Normal University, Haikou 571158, China.
Sensors (Basel, Switzerland)
|July 12, 2025
概括
这项研究引入了一种新的U形光纤传感器,使用氧化 (ITO) 进行增强的表面等离子体共振 (SPR) 检测. 传感器显著提高了灵敏度,并且在精确的生物化学分析中具有很高的优点.
科学领域:
- 光电学是指光电子产品.
- 纳米材料是一种纳米材料.
- 生物医学传感传感器
背景情况:
- 表面等离子共振 (SPR) 传感器对于无标签的生物感应至关重要.
- 传统的光纤SPR传感器在灵敏度和功率数字 (FOM) 上面临限制.
- 氧化 (ITO) 是一种透明的导电氧化物,有可能提高光学传感器的性能.
研究的目的:
- 提出和研究一种高灵敏度的U形光纤SPR传感器,采用ITO涂层.
- 为了增强表面电场强度和 evanescent 波金属膜相互作用,以提高传感性能.
- 为了评估传感器的灵敏度,FOM,稳定性和可靠性,用于生物化学检测.
主要方法:
- 用有限元模拟来分析光学特性和电场分布.
- 一个U形光纤结构是为了优化光物相互作用而设计的.
- 在纤维表面涂上氧化 (ITO),以增强SPR特性.
- 进行实验测量以确定灵敏度,FOM和可重复性在特定的折射率范围内.
主要成果:
- 模拟显示,ITO增强了1.15×的表面电场.
- U形的ITO SPR传感器实现了4333nm/RIU的灵敏度和21.7 RIU-1的FOM.
- 传感器表现出极好的稳定性,相对标准偏差 (RSD) 低至0.4236%,误差最小.
- ITO涂层表现出强大的粘附性,确保长期可靠性.
结论:
- 拟议的U形光纤SPR传感器具有ITO涂层,与传统设计相比,提供更高的灵敏度和FOM.
- 传感器的高性能,稳定性和易于制造使其适用于高精度的生物化学检测.
- 这一发展有助于各种应用的智能传感系统的进步.
