在D形光纤SPR传感器中通过Ag-α-Fe2O3格子增强灵敏度
Shuai Yuan1,2, Bingyang Yuan1,3, Jiu Deng1
1School of Health and Life Sciences, University of Health and Rehabilitation Sciences, Qingdao 266113, China.
Micromachines
|February 27, 2026
概括
这项研究优化了一种D形纤维传感器,使用银血为增强的表面等离子体共振 (SPR) 检测. 优化的参数实现了高灵敏度的实时生物医学和环境监测.
科学领域:
- 光电学是指光电子产品.
- 纳米技术纳米技术
- 生物医学工程 生物医学工程
背景情况:
- 表面等离子共振 (SPR) 传感器为实时分析提供高灵敏度.
- 光纤SPR传感器对于生物医学和环境监测至关重要.
- 复合材料可以提高SPR传感器的性能.
研究的目的:
- 为了数值地研究和优化D形纤维SPR传感器.
- 为了探索使用银-血 (Ag-α-Fe2O3) 复合格子的使用.
- 为了确定最佳的几何参数,以增强传感特性.
主要方法:
- 用有限元模拟来进行系统的数值研究.
- 参数分析的重点是层厚度,格子间隙宽度和板厚度.
- 对Ag-α-Fe2O3复合材料格子结构进行了优化.
主要成果:
- 最佳的银层厚度:45 nm;α-Fe2O3厚度:12 nm用于电场封闭.
- 隙宽度为30nm,通过局部表面等离子体共振来最大化灵敏度.
- 剩余的覆盖厚度为0.5微米,平衡检测准确度和灵敏度.
结论:
- 建立了高性能SPR传感器的基本设计原则.
- 阐明了几何参数和传感特征之间的关键关系.
- 为开发用于先进环境和医疗应用的下一代传感器提供了洞察力.
