基于双十字结构的太赫兹传感器设计
DOI:
CSTR:
作者:
作者单位:

1.重庆邮电大学 光电工程学院;2.重庆邮电大学 通信与信息工程学院;3.中国电子科技集团第十三研究所;4.暨南大学纳米光子学研究院

作者简介:

通讯作者:

中图分类号:

基金项目:

新一代信息网络与终端省部共建协同创新中心“基于太赫兹的无损感测技术研究”项目;中电科芯片技术(集团)有限公司量子实验室(6310001-2);重庆邮电大学交叉学科和新兴领域重点专项项目(A2018-01);重庆市基础与前沿研究项目(cstc2016jcyjA0301);2021年度重庆市留学人员创业创新支持计划(cx2021011);河北省杰青项目(No.F2021516001);自然科学基金青年基金(61405001).


Design of Terahertz Sensor Based on Double Cross Structure
Author:
Affiliation:

1.College of Optoelectronics,Chongqing University of Posts and Telecommunications;2.College of Communication and Information Engineering,Chongqing University of Posts and Telecommunications;3.The th Research Institute of China Electronics Technology Group Corporation;4.Nano Photonics Research Institute of Jinan University

Fund Project:

  • 摘要
  • |
  • 图/表
  • |
  • 访问统计
  • |
  • 参考文献
  • |
  • 相似文献
  • |
  • 引证文献
  • |
  • 资源附件
  • |
  • 文章评论
    摘要:

    设计了一种基于双十字结构的多谐振峰太赫兹超材料传感器。整体结构由表面金属图案、中间介质和底面金属板组成。基本单元的表面图案呈双十字交叉状,介质材料为聚酰亚胺(Polyimide)。仿真结果表明,所提出的结构具有5个不同的谐振吸收峰,吸收率均超过90%。前3个谐振峰分别对应单元结构内部不同区域形成的基本磁谐振,后2个谐振峰则来源于单元结构间的相互作用。当传感器表面覆盖15 μm厚度分析物时,该传感器各个谐振峰的灵敏度分别为72、137、234、353和252 GHz/RIU,且谐振峰偏移量与待测分析物折射率变化量呈较强的线性关系,具有优越的传感特性。此外,多峰传感器稳定性优于传统的单峰或双峰传感器,具有良好的抗干扰能力,有助于降低测量误差。本文所提出的这种高灵敏度多谐振峰传感器在微量分子检测领域具有广阔的应用前景。

    Abstract:

    A multiple resonance peaks terahertz metamaterial sensor based on double-cross structure is designed. The overall structure is composed of surface metal pattern, intermediate medium and bottom metal plate. The surface pattern of the basic unit is double-cross and the medium material is polyimide. The simulation results show that the proposed structure has five different resonant absorption peaks, and the absorption rate is more than 90%. The first three resonance peaks correspond to the basic magnetic resonance formed in different regions of the unit structure, and the last two resonance peaks are derived from the interaction between the unit structures. When the surface of the sensor is covered with an analyte with a thickness of 15 μm, the sensitivity of each resonance peak of the sensor is 72, 137, 234, 353 and 252 GHz/RIU, respectively, and the resonance peak offset has a strong linear relationship with the refractive index change of the analyte to be measured, which has superior sensing characteristics. In addition, the stability of the multiple peaks sensor is better than that of the traditional single peak or double peak sensor, and it has good anti-interference ability, which helps to reduce the measurement error. The proposed high sensitivity multiple resonance peaks sensor has a broad application prospect in the field of trace molecule detection.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文
分享
文章指标
  • 点击次数:
  • 下载次数:
  • HTML阅读次数:
  • 引用次数:
历史
  • 收稿日期:2023-07-20
  • 最后修改日期:2023-07-20
  • 录用日期:2023-07-27
  • 在线发布日期:
  • 出版日期:
文章二维码

漂浮通知

①《半导体光电》新近入编《中文核心期刊要目总览》2023年版(即第10版),这是本刊自1992年以来连续第10次被《中文核心期刊要目总览》收录。
②目前,《半导体光电》已入编四个最新版高质量科技期刊分级目录,它们分别是中国电子学会《电子技术、通信技术领域高质量科技期刊分级目录》(T3)、中国图象图形学学会《图像图形领域高质量科技期刊分级目录》(T3)、中国电工技术学会《电气工程领域高质量科技期刊分级目录》(T3)和中国照明学会《照明领域高质量科技期刊分级目录》(T2)。
③关于用户登录弱密码必须强制调整的说明
④《半导体光电》微信公众号“半导体光电期刊”已开通,欢迎关注