王志斌， 韩欢欢， 柴君夫， 任 英

(燕山大学 电气工程学院， 河北 秦皇岛 066004)



基于多孔硅的表面等离子共振传感特性

王志斌*， 韩欢欢， 柴君夫， 任 英

(燕山大学 电气工程学院， 河北 秦皇岛 066004)

提出了一种基于多孔硅的表面等离子共振传感模型：棱镜-金属膜-多孔硅薄膜-待测介质。在该结构中，多孔硅的折射率会随着样品浓度的变化而变化。利用有限元分析方法，数值模拟得到该结构的共振光谱，对模型进行了分析和参数优化。以乙二醇溶液为待测样本，对提出的传感结构的传感性能进行分析，得到该传感器对乙二醇的传感灵敏度约为267.85(°)/RIU，约为Kretschmann棱镜结构灵敏度的2.13倍。

表面等离子共振； 光学传感； 共振光谱； 灵敏度

1 引 言

表面等离子共振(Surface plasmon resonance, SPR)是在电磁波的激励下在金属薄膜和电介质交界面上形成的一种光电共振现象[1]。SPR光谱的共振角对与金属相接触的介质折射率的微小变化极其敏感，使得根据共振角的变化检测介质组分成为一种新的测量途径。SPR传感作为一种新型的传感技术，具有高灵敏度、实时响应、免标记等优点，在环境监测、生物分子研究、食品安全等领域得到广泛应用[2-6]。目前，提高SPR传感器的灵敏度、优化传感薄膜的结构已经成为一个研究热点[7]。张倩昀等[8]构建了波长调制型棱镜辅助电介质层结构的SPR传感系统，提高了波长调制型棱镜SPR传感的灵敏度。张喆等[9]采用金银合金薄膜作为传感层，用牛血清蛋白水溶液作为样品，测试传感器对蛋白质吸附的响应，结果表明，其比纯金膜的表面等离子共振传感的灵敏度有明显提高。……