具有多尺度和多生物质传感的虚拟极化器的理论设计

科学领域:

• 太赫兹 (THz) 技术
• 生物传感
• 光学物理

背景情况:

• 越来越多的社会关注人类健康需要先进的检测方法.
• 现有的生物传感技术在多尺度和多生物质检测方面存在局限性.
• 极化转换和吸收现象为新的传感机制提供了潜力.

研究的目的:

• 设计和演示用于多尺度和多生物质传感的虚拟偏振器 (VP).
• 调查VP检测温度变化,癌细胞和COVID-19的能力.
• 评估传感性能,包括灵敏度,质量因子,优点数字和检测极限.

主要方法:

• 在1.722.14 THz范围内使用连贯的完美极化转换.
• 观察温度传感器的完美匹配点 (PMP) 的位移 (299 K315 K).
• 通过折射指数 (RI) 变化对癌细胞和COVID-19检测采用的连贯完美吸收 (CPA) 峰值.

主要成果:

• 精确的温度测定,灵敏度为0.0198 THz/K.
• 癌细胞检测RI灵敏度为-4.45881 THz/RIU,Q=825.36,FOM=241.11 RIU−1,DL=-36.83 dB.
• 在度 (0525 mM) 中检测到COVID-19,RI灵敏度为-5.03467 THz/RIU,Q=760.85,FOM=244.94 RIU−1,DL=-36.89 dB.

结论:

• 拟议的VP显示了有效的多尺度和多生物质传感能力.
• 这种VP可以对体温,癌细胞和COVID-19进行出色的检测.
• 这项技术为先进的生物传感应用提供了一种新且有前途的方法.