基于银纳米颗粒的PCF SERS传感器优化设计  被引量:2

Optimization of PCF SERS Sensor Based on Silver Nanoparticles

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作  者:邸志刚[1,2] 贾春荣[1] 邴丕彬[3] 姚建铨[2] 陆颖[2] 

机构地区:[1]河北联合大学电气工程学院,唐山063009 [2]天津大学精密仪器与光电子工程学院激光与光电子研究院,光电信息技术科学教育部重点实验室,天津300072 [3]华北水利水电大学电力学院,郑州450011

出  处:《人工晶体学报》2014年第3期663-669,共7页Journal of Synthetic Crystals

基  金:国家"973"计划项目资助(2010CB327801);河北省高等学校科学技术研究项目(ZD2013102);河北省科技计划项目(12212172);河北联合大学博士启动基金项目

摘  要:为充分发挥表面增强拉曼散射(SERS)光子晶体光纤(PCF)传感器的应用价值,对实芯PCF的结构、银纳米颗粒结构参数对传感性能的影响进行研究与对比,据此设计出适用于PCF SERS传感的实芯PCF以及银纳米颗粒的形状、大小、间距等参数。经数值计算,入射波长为785 nm时,设计的实芯六孔PCF模场面积可达25.8μm2,并能够实现单模传输。而半径为38 nm的银纳米球,间距为0.7 nm时能够产生最大的SERS增强因子。研究证明,设计的实芯PCF在785 nm输入波长下能够提供理想的活性面积,银纳米颗粒的形状、尺寸、间距对SERS性能影响严重,而且与入射波长有很强的依赖关系。To exert SERS PCF sensor~ practical applications fully, the influence of solid PCF and silver nanoparticles substrate structure on sensor were studied and analyzed, then the novel solid PCF and silver nano-substrate were designed to suit for SERS PCF sensor. Through numerical calculation, when incident wavelength is 785 nm, the mode area of designed novel solid PCF is 25.8 /xm2, and can transmit fundamental mode, so it suits SERS sensor very well. Silver nanosphere whose radius is 38 nm, and separation distance is O. 7 nm has maximal SERS enhancement factor. The results show that when incident wavelength is 785 nm, the designed solid PCF can supply perfect active area, and the shape, size and separation distance of silver nanoparticles have serious influence on SERS performance, moreover SERS performance rely on incident wavelength seriously.

关 键 词:银纳米颗粒 光子晶体光纤 表面增强拉曼散射 数值计算 

分 类 号:TN253[电子电信—物理电子学]

 

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