局域等离激元复合谐振器中的高灵敏度传感器

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陈云亮,  张青红,  潘鸿翔,  申加雄*

贵州黔南科技学院, 计算机与电子信息学院, 贵州惠水 550600

摘     要: 表面等离激元(Surface Plasmon Polaritons, SPP)是电磁振荡与金属中电子振荡强烈耦合产生的混合电磁模,但在微波和太赫兹波段,因金属趋肤效应减弱、有效电导率降低,难以直接激发。局域型人工表面等离激元(Localized Spoof Surface Plasmonic, LSSP)作为在此频段实现类似SPP电磁特性的功能材料,具备深度波长压缩、高灵敏度等独特优势。本论文围绕可调谐的LSSP器件展开研究,基于LSSP强色散和高场束缚性,设计出高灵敏度、高优值系数(Figures of Merit, FOM)的微波传感器,被测介质介电常数在2 - 4变化时,偶极模频移达270 MHz,灵敏度为135 MHz/RIU,引入裂纹后,在保持灵敏度的同时,偶极模FOM值提高约4.4%,激励效率提升22%。LSSP复合谐振器凭借超紧凑有效波长、低成本制造工艺和高品质因数(Quality Factor, Q),在微量生物医学和化学传感等微波无损检测领域极具应用潜力,实现了对局域型人工等离激元电磁特性的精确调控。
关 键 词: 铁电复合谐振器; LSSP; 介电性能; 高灵敏度传感器; FOM
DOI: 10.57237/j.cst.2025.04.004
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