聚合物光纤通信及传感研究进展 被引量：2

1

作者 刘宇轩 谢建达 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期505-520,共16页

光纤技术的诞生使得信息传输速度显著提高,目前已经进入了光纤技术应用的全新阶段。在这个阶段中,聚合物光纤作为一种新型光纤备受关注,由于其材料的性质,比硅光纤更加柔软、轻便以及成本更低廉;同时,聚合物光纤的成型和处理方式也比硅... 光纤技术的诞生使得信息传输速度显著提高,目前已经进入了光纤技术应用的全新阶段。在这个阶段中,聚合物光纤作为一种新型光纤备受关注,由于其材料的性质,比硅光纤更加柔软、轻便以及成本更低廉;同时,聚合物光纤的成型和处理方式也比硅光纤更加灵活,可以根据不同的需求和应用进行定制。随着制造和性能的不断改进,聚合物光纤在传输和传感领域都显示出了强大的潜力和多种应用的可能性,如光纤通信、物理研究、健康监测、生物医疗和环境监测等。介绍了聚合物光纤在上述领域的应用,总结了聚合物光纤在光纤通信和传感应用中的前景,最后指出了未来的研究方向。 展开更多

关键词 光纤光学 聚合物光纤 光纤通信 太赫兹波 光纤传感 表面等离子体共振

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基于人工表面等离子激元的高扫描率THz双波束漏波天线

2

作者 程慧乾 白育堃 《雷达科学与技术》 北大核心 2024年第6期697-702,共6页

本文提出了一种工作在太赫兹频段的紧凑型高增益、高扫描率双波束漏波天线,该天线由两个具有相同调制周期的半模集成波导(HMSIW)漏波天线和一个功率回收结构组成。前者在HMSIW的顶部表面蚀刻周期性槽以引入人工表面等离子激元(SSPP)慢... 本文提出了一种工作在太赫兹频段的紧凑型高增益、高扫描率双波束漏波天线,该天线由两个具有相同调制周期的半模集成波导(HMSIW)漏波天线和一个功率回收结构组成。前者在HMSIW的顶部表面蚀刻周期性槽以引入人工表面等离子激元(SSPP)慢波效应,通过向周期性槽引入正弦调制,使得在接近SSPP截止频率的窄带宽内实现高扫描率的漏波辐射,后者通过在两个漏波天线之间加功率回收结构,产生两个对称的波束,从而进一步提高了天线的波束扫描率。结果表明,在工作频段1.25~1.31 THz(相对带宽4.6%)内,双波束扫描角度为80°,波束扫描率为17.4,最大增益达到了14.4 dBi,此外天线结构由一维扩展到二维,整体尺寸较小,在太赫兹无线通信和雷达探测系统中具有较大的应用潜力。 展开更多

关键词 漏波天线 高扫描率 半模集成波导 人工表面等离子体激元

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金纳米圆孔阵列异常光学透射模拟研究

3

作者 陈琳 韩雪 《大连理工大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期221-227,共7页

利用COMSOL Multiphysics对金纳米圆孔阵列的物理场进行模拟,分析不同金属膜厚度、孔径、周期下阵列的光谱和电场分布,探究异常光学透射(extraordinary optical transmission,EOT)的成因.通过分析发现透射峰主要有3个成因:一是材料本身... 利用COMSOL Multiphysics对金纳米圆孔阵列的物理场进行模拟,分析不同金属膜厚度、孔径、周期下阵列的光谱和电场分布,探究异常光学透射(extraordinary optical transmission,EOT)的成因.通过分析发现透射峰主要有3个成因:一是材料本身的带间跃迁特性会导致透射峰;二是金属阵列产生的表面波会激发金属膜背侧的局域表面等离激元,通过散射形成透射峰;三是耦合的表面等离激元转化成波导模式,沿着圆孔传输造成透射峰,该透射峰的频率低于表面等离激元的频率. 展开更多

关键词 异常光学透射(EOT) 表面波 局域表面等离激元 波导

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SPR传感技术的发展与应用 被引量：13

4

作者 刘国华 常露 +3 位作者 张维 邝丽丽 尹文武 牛文成 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2005年第11期1-5,共5页

SPR传感器已经成为检测、分析生物分子相互作用的有效工具。有些国家已经生产出商业化的SPR传感系统。对SPR生物传感器的研究现状、工作原理、技术参数与分类进行了详细描述,并对SPR生物传感器在生物分子检测领域的应用和SPR传感技术的... SPR传感器已经成为检测、分析生物分子相互作用的有效工具。有些国家已经生产出商业化的SPR传感系统。对SPR生物传感器的研究现状、工作原理、技术参数与分类进行了详细描述,并对SPR生物传感器在生物分子检测领域的应用和SPR传感技术的研究发展前景进行了讨论。 展开更多

关键词 表面等离子共振 表面等离子波 生物传感器

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表面激元共振(SPR)传感器理论分析 被引量：10

5

作者 刘国华 文可 牛文成 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2003年第11期1-3,共3页

在基于ATR方法的SPR传感器设计和制作的工作中,为了得到更加优化的性能,对其原理进行了较为深入的分析。从表面激元波和全反射消逝波的数学模型入手,得到了共振角的数学关系及几个结论,并以金膜为例进行了计算机仿真。

关键词 传感器 表面激元共振 表面激元波 衰减全反射 消逝波

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基于SPR光谱分析的液体折射率测量研究 被引量：18

6

作者 曾捷 梁大开 +1 位作者 曾振武 杜燕 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2006年第4期723-727,共5页

文章从电磁场理论和射线理论的角度,详细讨论了光纤表面等离子体波传感器工作原理,分析了表面等离子体共振(SPR)光谱共振波长与液体介质折射率之间的对应关系。采用相关光谱检测技术,获得八种不同类型分析醇所对应的SPR光谱曲线族,其共... 文章从电磁场理论和射线理论的角度,详细讨论了光纤表面等离子体波传感器工作原理,分析了表面等离子体共振(SPR)光谱共振波长与液体介质折射率之间的对应关系。采用相关光谱检测技术,获得八种不同类型分析醇所对应的SPR光谱曲线族,其共振波长随液体折射率的增大而逐渐向长波长方向偏移。通过对乙醇与乙二醇混合液体所对应的共振光谱分析,实现对两者配比浓度的测定。整个传感系统结构简单,测量光路部分实现全光纤化,不仅能够对目标测量介质的实时、快速、精确测量,还可用于特殊测量场合,实现远程遥测功能。 展开更多

关键词 SPR光谱分析 表面等离子体波 光纤传感器 折射率

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新型亚波长陷光结构HgCdTe红外探测器研究进展 被引量：25

7

作者 胡伟达 梁健 +2 位作者 越方禹 陈效双 陆卫 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2016年第1期25-36,51,共13页

综述了近几年来亚波长陷光结构Hg Cd Te红外探测器研究进展.系统介绍了一种结合有限元方法与时域有限差分方法对红外探测器的"光""电"特性进行联合模拟和设计方法,以及基于这种新的数值模拟方法对亚波长人工微结构H... 综述了近几年来亚波长陷光结构Hg Cd Te红外探测器研究进展.系统介绍了一种结合有限元方法与时域有限差分方法对红外探测器的"光""电"特性进行联合模拟和设计方法,以及基于这种新的数值模拟方法对亚波长人工微结构Hg Cd Te红外探测器的模拟和分析结果.理论分析和实验研制数据均显示这种新型亚波长人工微结构结构具有很好的陷光特性,在提高长波红外探测器性能方面具有潜在应用前景. 展开更多

关键词 HGCDTE红外探测器 亚波长人工微结构 陷光效应 长波红外探测器 金属表面等离子激元

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单次扫描技术确定金属薄膜的厚度和介电常数 被引量：2

8

作者 曹庄琪 沈启舜 +4 位作者 丁渊 桑明煌 袁文 肖平平 徐红萍 《江西师范大学学报（自然科学版）》 CAS 2003年第3期189-192,共4页

该文提出了一种改进的衰减全反射结构,并用单个激光光束同时激发了表面等离子波和修正的长程表面等离子波,根据反射率曲线中这两个等离子波的吸收峰,可直接确定结构中金属薄膜的厚度和介电常数.

关键词 金属薄膜 厚度 介电常数 单次扫描技术 表面等离子波 衰减全反射结构 测量原理

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用于温度测试的光纤SPR传感器特性研究 被引量：4

9

作者 曾捷 梁大开 +1 位作者 杜艳 曾振武 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第1期38-41,共4页

表面等离子体波共振效应(SPR)对液体折射率变化非常敏感,而温度变化又会导致液体折射率和金膜复介电常数的改变。利用这一原理,可以考察温度变化对SPR共振效果的影响。采用相对光谱检测技术,获得相应的SPR反射光谱,并详细分析了共振波... 表面等离子体波共振效应(SPR)对液体折射率变化非常敏感,而温度变化又会导致液体折射率和金膜复介电常数的改变。利用这一原理,可以考察温度变化对SPR共振效果的影响。采用相对光谱检测技术,获得相应的SPR反射光谱,并详细分析了共振波长和共振强度等参数随温度变化的特性曲线。定义耦合系数η,还可实现对不同液体温度下共振效应强度的评估。通过这些研究,进一步扩展了此类传感器的应用领域。 展开更多

关键词 表面等离子体波共振 光纤 温度传感 折射率

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碳纳米管束/介质界面表面波激发与传输特性 被引量：2

10

作者 王玥 何雨霖 +3 位作者 张丽颖 王暄 童一静 吴群 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2014年第11期3843-3848,共6页

基于表面等离子体波产生的物理机理和其新颖特性,设计出能够激发太赫兹表面等离子体波的两种圆柱体周期性光栅结构模型。通过研究周期性阵列结构中表面等离子体波的色散关系,理论预测了表面等离子体波的共振频率,并在仿真实验结果中得... 基于表面等离子体波产生的物理机理和其新颖特性,设计出能够激发太赫兹表面等离子体波的两种圆柱体周期性光栅结构模型。通过研究周期性阵列结构中表面等离子体波的色散关系,理论预测了表面等离子体波的共振频率,并在仿真实验结果中得到验证。通过观察表面等离子波电场的变化,结合理论详细分析了界面处表面波随各因素的变化规律。研究结果表明,垂直结构的碳纳米管束半径为24μm,栅周期为95μm时,激发的表面等离子波最强;而对于水平结构,半径为25μm,栅周期为120μm时,所激发表面等离子波最强。其研究结果对利用等离子波探测THz信号和THz传感器的设计有重要指导意义。 展开更多

关键词 太赫兹波 表面等离子激元 碳纳米管 表面光学

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波导型钯(Pd)膜氢传感器数值模拟及优化 被引量：4

11

作者 胡建东 文泓桥 林志立 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第2期237-240,共4页

基于离子交换波导的集成型器件是氢敏传感器中很有发展潜力的一种 传感区域由离子交换波导及其表面的金属钯膜组成,通过有限差分法(FDM)计算了这种波导结构中的导模及表面等离子模的模场分布,分析了其传播特性与钯膜光学常数的关系,并... 基于离子交换波导的集成型器件是氢敏传感器中很有发展潜力的一种 传感区域由离子交换波导及其表面的金属钯膜组成,通过有限差分法(FDM)计算了这种波导结构中的导模及表面等离子模的模场分布,分析了其传播特性与钯膜光学常数的关系,并结合束传播方法 (BPM)对钯膜的厚度进行了优化,使其具有最高的灵敏度. 展开更多

关键词 光波导 离子交换 表面等离子波 氢敏传感器

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高深宽比金属光栅制备及中红外波段传感特性 被引量：6

12

作者 郑改革 陈云云 +1 位作者 徐林华 赖敏 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2013年第2期154-159,共6页

利用纳米压印结合溅射和反应离子刻蚀工艺制备了具有高深宽比的金光栅,使用傅里叶变换红外光谱仪测得了反射谱线.测量结果显示,只在p偏振光垂直于光栅矢量方向入射条件下才存在共振反射峰,证明了"伪表面等离子体激元波"的存在... 利用纳米压印结合溅射和反应离子刻蚀工艺制备了具有高深宽比的金光栅,使用傅里叶变换红外光谱仪测得了反射谱线.测量结果显示,只在p偏振光垂直于光栅矢量方向入射条件下才存在共振反射峰,证明了"伪表面等离子体激元波"的存在.基于严格耦合波分析理论计算了金属光栅的反射率,研究了其作为中红外波段波长调制型表面等离子体共振传感器的可行性.数值计算表明负级次衍射光波对应的共振反射峰的移动能获得较高的波长灵敏度.对于深宽比为10的金光栅结构,+1级次和-3级次衍射光波对应的波长灵敏度分别为1600 nm/RIU和5000 nm/RIU,品质因子分别为20 RIU-1和60 RIU-1. 展开更多

关键词 高深宽比金属光栅 表面等离子体共振传感器 严格耦合波理论

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介质保护膜在表面等离子体波探测器中的应用研究 被引量：9

13

作者 赵延瑞 王永昌 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第4期505-508,共4页

基于表面等离子体波共振技术的探测器中金属膜通常与被探测物直接接触 ,在金属膜和被探测物之间增加一层介质膜 ,可以对金属膜进行保护 .为了优化探测器的设计 ,通过对四层共振结构中表面等离子体波共振吸收峰随保护层厚度及其介电常数... 基于表面等离子体波共振技术的探测器中金属膜通常与被探测物直接接触 ,在金属膜和被探测物之间增加一层介质膜 ,可以对金属膜进行保护 .为了优化探测器的设计 ,通过对四层共振结构中表面等离子体波共振吸收峰随保护层厚度及其介电常数变化的计算 。 展开更多

关键词 表面等离子体波 保护层 多层介质膜

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基于太赫兹等离激元的半导体表面生化薄膜光谱检测（英文） 被引量：2

14

作者 杨涛 辛菊盛 +3 位作者 朱永元 秦亦强 李兴鳌 黄维 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2016年第6期667-671,共5页

提出了一种利用太赫兹表面等离激元对放置在半导体表面的生化薄膜进行光谱测量的新方法.从理论上证明了半导体材料对其传输的太赫兹表面等离子体波具有较强的表面束缚性,从而提高太赫兹波与半导体表面生化薄膜之间的相互作用.通过采用... 提出了一种利用太赫兹表面等离激元对放置在半导体表面的生化薄膜进行光谱测量的新方法.从理论上证明了半导体材料对其传输的太赫兹表面等离子体波具有较强的表面束缚性,从而提高太赫兹波与半导体表面生化薄膜之间的相互作用.通过采用太赫兹时域光谱测量系统,从实验上分别得到了洋葱表皮的太赫兹表面等离子体波和自由空间太赫兹波透射波谱.实验结果表明,当测量对象是厚度仅为自由空间太赫兹波波长约1%的单层洋葱表皮时,表面等离子体波的透射波谱与自由空间太赫兹波透射波谱相比具有更加多的特征吸收峰. 展开更多

关键词 生化薄膜 太赫兹波 等离激元 光谱

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SPR传感芯片的理论与实验研究 被引量：5

15

作者 郝鹏 吴一辉 庄须叶 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2008年第2期211-214,共4页

针对光纤SPR（表面等离子体共振）传感器制作工艺复杂的问题,提出了一种光纤先固定后部分镀膜的SPR传感芯片的制作方法。依据电磁场和射线理论,分析并讨论了此种波长调制部分镀膜SPR传感芯片的工作原理,采用MEMS制作工艺对探测光纤进行... 针对光纤SPR（表面等离子体共振）传感器制作工艺复杂的问题,提出了一种光纤先固定后部分镀膜的SPR传感芯片的制作方法。依据电磁场和射线理论,分析并讨论了此种波长调制部分镀膜SPR传感芯片的工作原理,采用MEMS制作工艺对探测光纤进行封装固定以后,再对光纤进行部分镀膜,其结构简单,工艺性好,易于实现批量化。最后,搭建了一套基于波长检测的光纤SPR测试系统对其进行测试。实验结果表明：在折射率范围为1.33～1.36时,共振波长同折射率具有良好的线性关系,光谱仪分辨率为0.1nm时,其分辨率可达到3×10^-5折射率单位。 展开更多

关键词 表面等离子体共振 光纤传感器 折射率 共振波长

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共振相位调制型光纤SPR传感器理论分析与数值模拟 被引量：2

16

作者 曾捷 梁大开 +1 位作者 万艳 曾建民 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第6期693-697,共5页

提出了一种基于表面等离子体波共振(Surface plasmon resonance,SPR)相位调制的新型光纤传感模型。根据光波导理论和多层反射理论,构建了涉及多个共振激励参量的理论分析模型,并研究了共振相位调制型SPR效应激励机理和特性。模拟结果表... 提出了一种基于表面等离子体波共振(Surface plasmon resonance,SPR)相位调制的新型光纤传感模型。根据光波导理论和多层反射理论,构建了涉及多个共振激励参量的理论分析模型,并研究了共振相位调制型SPR效应激励机理和特性。模拟结果表明,入射光波长、纤芯折射率和金属膜介电常数实部绝对值增大,均会导致相位跃变所对应的液体折射率检测范围向高折射率方向发生偏移;而入射光角度和金属膜虚部逐渐增大,将会引起所对应的相位调制灵敏度逐渐退化。因此通过选择共振激励参量,可以实现对折射率检测范围和灵敏度的有效调节。 展开更多

关键词 共振相位 表面等离子体波 光纤结构 数值模拟

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光学异常透射研究进展 被引量：9

17

作者 张鑫 刘海涛 《物理学进展》 CSCD 北大核心 2016年第4期118-127,共10页

光学异常透射(extraordinary optical transmission,EOT)现象于1998年首次报道,表现为当光通过亚波长金属孔阵列时,得到的透射率在特定波长位置会比经典的小孔透射理论预言的数值高若干个数量级。该现象首次显示了金属亚波长结构中表面... 光学异常透射(extraordinary optical transmission,EOT)现象于1998年首次报道,表现为当光通过亚波长金属孔阵列时,得到的透射率在特定波长位置会比经典的小孔透射理论预言的数值高若干个数量级。该现象首次显示了金属亚波长结构中表面波引起的异常光学效应,是表面等离激元光学(plasmonics)进入活跃发展期的一个标志性事件。本文将从产生机理和相关器件应用两方面,对EOT的研究进展进行简要阐述。首先介绍EOT产生机理的宏观Bloch模式解释和微观表面波解释,以及这两种解释的最终统一;然后介绍EOT在传感、纳米偏光器、滤波、光开关和分子光谱增强等领域的应用;最后是对EOT相关研究的展望。 展开更多

关键词 光学异常透射 金属亚波长结构阵列 表面等离激元 准柱面波 复合波 表面Bloch 模式 传感 纳米偏光器 滤波 光开关 光谱增强

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MIM隧道二极管的发光机理 被引量：1

18

作者 蔡益民 孙承休 +1 位作者 高中林 魏同立 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1995年第2期26-29,共4页

本文介绍金属－绝缘体－金属（ＭＩＮ）结的基本结构及其发光机理，根据电流波动理论计算得到的表面等离子极化激元（ＳＰＰ）慢模能量分布与测量光谱的比较，得出发光中慢模起主要作用的结论，并以此来说明ＭＩＭ结Ｉ－Ｖ特性的负阻现象。

关键词 MIM隧道结 表面等离子 极化激元 二极管

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左手材料上表面等离子体激元的研究 被引量：3

19

作者 段国华 许江勇 +1 位作者 陈皓天 高英俊 《广西科学》 CAS 2012年第1期53-56,共4页

针对存在于半无限左手材料表面上的表面等离子体激元,研究其p型极化时的色散关系;通过棱镜耦合得到衰减全反射谱,论证实验上观察表面等离子体激元的可能性;分析各种参数对实验观察p极化表面等离子体激元的影响,发现不同的参数对表面等... 针对存在于半无限左手材料表面上的表面等离子体激元,研究其p型极化时的色散关系;通过棱镜耦合得到衰减全反射谱,论证实验上观察表面等离子体激元的可能性;分析各种参数对实验观察p极化表面等离子体激元的影响,发现不同的参数对表面等离子体激元与隐失波的共振频率及共振强度均有着不同影响。 展开更多

关键词 表面等离子体激元 衰减全反射 左手材料 隐失波

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基于SPR的光纤传感器的研究与实验 被引量：1

20

作者 蒋学华 孟庆民 张明 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2009年第7期33-36,共4页

基于表面等离子体共振(SPR)的光纤传感器不仅具有SPR高灵敏性的特点,还发挥了光纤本身的诸多优点,具有广泛地研究和应用价值。在分析了光纤SPR原理的基础上,设计并实现了光纤SPR传感器,给出了系统结构模型。通过对不同质量分数的甘油溶... 基于表面等离子体共振(SPR)的光纤传感器不仅具有SPR高灵敏性的特点,还发挥了光纤本身的诸多优点,具有广泛地研究和应用价值。在分析了光纤SPR原理的基础上,设计并实现了光纤SPR传感器,给出了系统结构模型。通过对不同质量分数的甘油溶液进行测试,获得了SPR光谱共振波长等随待测环境介质折射率变化的有效信息,证实了使用这种传感器进行环境介质检测的可行性。 展开更多

关键词 表面等离子体共振 表面等离子体波 光纤传感器 共振波长 环境介质

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