非对称银膜多孔硅-氟化钙等离子体波导及其波导灵敏度特性

摘要：

本文研究了一种非对称银膜多孔硅-氟化钙混合等离子体波导,并对其模式特性和波导灵敏度进行了分析.利用有限元方法分析了波导中两个不同偏振态基模(PM 1和PM 2)的有效折射率、传输损耗、归一化有效模场面积、品质因数和波导灵敏度,并对几何参数进行优化.结果表明,在中红外波长3.5μm附近,非对称银膜多孔硅-氟化钙混合等离子体波导具有良好的模场约束能力和低损耗特性;此时,PM 1和PM 2的归一化有效模场面积分别为0.30和0.52,传输损耗分别为0.019 dB/μm和0.016 dB/μm,品质因数分别为1335.54和1594.99,波导灵敏度分别为0.080和0.064.通过制造容差分析可知,非对称银膜多孔硅-氟化钙混合等离子波导在 ±10 nm的制造容差范围内保持了良好的模式特性和传感特性.非对称银膜多孔硅-氟化钙混合等离子体波导结构简单,损耗小,易于实现表面等离子体传感,为无标记生物化学传感提供了一种可行的方案,另外,波导的非对称结构也可用于模式偏振态变换.

关键词：混合等离子波导;表面等离子体;传输特性;波导灵敏度

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在线出版日期：2021-12-10（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：55-65