赵 星，李旭峰

(1.中煤平朔集团有限公司井工三矿机电管理部，山西 朔州 036002；2.太原科技大学 应用科学学院，太原 030024)

光栅导模共振是入射电磁波经光栅衍射产生的高次谐波与光栅波导之间的耦合共振现象。当光栅内高级次传播波在参数上与光栅波导所支持的导模接近时，光波能量重新分布。由于光栅的周期调制性使得光栅波导有泄漏，因而泄漏波能量也将重新分布，形成导模共振。该导模共振具有衍射效率高、带宽窄等特点，因此在超窄带滤波、光开关以及传感器等方面具有重要的科研价值和发展应用前景[1-3]。1902年自Wood在金属光栅的衍射实验中发现该现象以来[4]，涉及相关的理论和实验研究工作已经广泛展开。

导模共振对衍射光栅的结构以及外界环境参量的改变非常敏感，这种改变会导致共振入射角、入射波长、位相以及反射光强等的变化，因此非常适合于光学传感器的应用研究。具备光学传感实时、快速、非接触、非破坏，抗电磁干扰、多通道波分复用以及被检测样品无需特殊处理、免标记等特点。采用位相干涉检测的手段，导模共振的传感灵敏度可获的很大提高[5-6]，缺点是系统结构复杂且抗环境干扰能力差，距离商用化仍有一定距离。以金属作为光栅基底，2015年A.Mizutani等人采用严格耦合波法，在固定入射波长(632.8 nm)的前提下，对以金为衬底的光栅灵敏度进行了研究，其结果表明，与介质基底相比，由于金膜的折射率低，从而使得灵敏度相比介质情形提高了2倍多达到～130°/RIU，同时分辨率几乎保持不变[7]。……