System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种基于ASR/SSR双环法诺共振的高灵敏度太赫兹传感器制造技术_技高网

一种基于ASR/SSR双环法诺共振的高灵敏度太赫兹传感器制造技术

技术编号:40767566 阅读:8 留言:0更新日期:2024-03-25 20:17
本发明专利技术公开了一种基于非对称劈裂环(ASR)/对称劈裂环(SSR)双环法诺共振的高灵敏度太赫兹传感器。本发明专利技术采用了一种两层结构,上层为金属双劈裂环结构,其中外环是非对称结构,内环是对称结构。设计的传感器劈裂环用金属银材料。下层衬底为长方体结构,所用材料为二氧化硅。由平面光垂直入射并在波导中传输、耦合到环形谐振腔时,当满足共振条件,可以产生一个尖锐的Fano共振峰,其灵敏度高达10.78THz/RIU、Q值达到21.78。该发明专利技术在Thz波段具有较高的灵敏度,且结构简单,制备工艺简易,在非线性光学、激光和生物传感等领域具有重要的潜在应用价值。

【技术实现步骤摘要】

(一)本专利技术涉及的是一种基于asr/ssr双环法诺共振的高灵敏度太赫兹传感器,它在非线性光学、激光和生物传感器等领域具有重要的作用,属于太赫兹超表面领域。


技术介绍

0、(二)
技术介绍

1、自超材料的概念提出以来,因其独特的结构和化学性质,比如让光、电磁波改变它们的通常性质,而这样的效果是传统材料无法实现的,被各领域科学家广泛研究。超材料的基础是其响应的共振性质,因此,为了使超材料的性能高效,实现高质量因子的共振是必不可少的。然而,传统的超材料所证明的共振质量因子(即共振频率超过共振宽度)往往局限于相当小的值。这是因为超材料的共振结构元素与自由空间强耦合,因此由于辐射而遭受重大损失。此外,传统的超材料通常由亚波长粒子组成,根本无法提供支持高q共振所需的大体积电磁场限制。正如最近的理论分析所表明的那样,如果在超材料的结构元件的形状中引入某些小的不对称,那么涉及捕获(或闭合)模式的高q共振仍然是可能的。法诺共振由连续态能级和离散态能级相干耦合产生,具有尖锐和不对称的谱线形状,并且外界轻微扰动可以引起法诺共振光谱产生剧烈的强度变化或偏移,因此它可用在非线性光学、激光和生物传感器等领域。

2、针对现有劈裂环结构灵敏度普遍偏低问题,本专利技术提出了一种新的双劈裂环超表面结构,结构中具有不对称劈裂环(外环)和对称劈裂环(内环)。结构由金属材料(银)和衬底(sio2)组成。本专利技术结构简单,制备工艺简易,设计的传感器在太赫兹波段形成了尖锐的法诺共振,灵敏度高达10.78thz/riu。


>技术实现思路

0、(三)
技术实现思路

1、本专利技术设计了一种双劈裂环的高灵敏度超表面器件,形成了一个尖锐的法诺共振,本结构的灵敏度高达10.78thz/riu,法诺共振峰的q值达到21.78。

2、本专利技术的目的是这样实现的:

3、该双劈裂环超表面器件由两层结构组成,其主要结构包括二氧化硅基底(1)、不对称劈裂外环(2)、对称劈裂内环(3),形成了尖锐的法诺共振,此结构是高灵敏度传感器件。

4、作为优选,二氧化硅衬底厚度h1=1.0μm,长和宽l1=l2=6μm。

5、作为优选,外环(asr)选用贵金属银(ag),其内半径r1=1.8μm,外半径r2=2.4μm,外环厚度h2=0.2μm,外环y轴正方向开口θ1=150°,外环y轴负方向开口θ2=130°

6、作为优选,内环(ssr)同样选用贵金属银(ag),其内半径r3=0.7μm,外半径r4=1.0μm,内环厚度h3=h2=0.2μm,内环开口均为θ3=θ4=130°

7、由于本专利技术采取以上技术方案,相较于其他的传感器件设计简单,在金属材料上采用银,相较于其他材料,其灵敏度更高,且形成的法诺共振更加尖锐,在实际运用中更为广泛。

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【技术保护点】

1.一种基于ASR/SSR双环法诺共振的高灵敏度太赫兹传感器。该模型采用了一种简易的两层结构,主要结构包括二氧化硅基底(1)、不对称劈裂外环(2)、对称劈裂内环(3)。外环(非对称劈裂环)y轴正方向开口θ1=150°,外环y轴负方向开口θ2=130°。内环(对称劈裂环)开口均为θ3=θ4=130°。此部分是形成尖锐法诺共振且高灵敏度的关键。

2.根据权利要求1所述的一种基于ASR/SSR双环法诺共振的高灵敏度太赫兹传感器,其特征是:其中两个劈裂环均采用贵金属银材料(Ag),基底的材料选取为二氧化硅(Sio2)。

3.根据权利要求1所述的一种基于ASR/SSR双环法诺共振的高灵敏度太赫兹传感器,其特征是:外环(非对称劈裂环),其外半径r1=2.4μm,内半径r2=1.8μm,外环厚度h2=0.2μm。

4.根据权利要求1所述的一种基于ASR/SSR双环法诺共振的高灵敏度太赫兹传感器,其特征是:内环(对称劈裂环),其外半径r3=1.0μm,内半径r4=0.7μm,内环厚度h3=0.2μm。

5.根据权利要求1所述的一种基于ASR/SSR双环法诺共振的高灵敏度太赫兹传感器,其特征是:二氧化硅衬底厚度h1=1.0μm,长和宽L1=L2=6μm,外环和内环厚度h2=h3=0.2μm。

6.根据权利要求1所述的一种基于ASR/SSR双环法诺共振的高灵敏度太赫兹传感器,其特征是:形成了一个尖锐的法诺共振峰,且其Q值达到21.78,此传感器灵敏度高达10.78THz/RIU。

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【技术特征摘要】

1.一种基于asr/ssr双环法诺共振的高灵敏度太赫兹传感器。该模型采用了一种简易的两层结构,主要结构包括二氧化硅基底(1)、不对称劈裂外环(2)、对称劈裂内环(3)。外环(非对称劈裂环)y轴正方向开口θ1=150°,外环y轴负方向开口θ2=130°。内环(对称劈裂环)开口均为θ3=θ4=130°。此部分是形成尖锐法诺共振且高灵敏度的关键。

2.根据权利要求1所述的一种基于asr/ssr双环法诺共振的高灵敏度太赫兹传感器,其特征是:其中两个劈裂环均采用贵金属银材料(ag),基底的材料选取为二氧化硅(sio2)。

3.根据权利要求1所述的一种基于asr/ssr双环法诺共振的高灵敏度太赫兹传感器,其特征是:外环(非对称劈裂环),其外半径r1=...

【专利技术属性】
技术研发人员:杨宏艳何权林杨宇航孙虹叡肖功利苑立波
申请(专利权)人:桂林电子科技大学
类型:发明
国别省市:

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