基于激光制备的金纳米颗粒复合THz超材料传感器  

Au nanoparticles composite THz metamaterial sensor based on laser fabrication

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作  者:张雅博 裴广奥 叶云霞[1,2] 戴子杰 ZHANG Yabo;PEI Guang'ao;YE Yunxia;DAI Zijie(School of Mechanical Engineering,Jiangsu University,Zhenjiang Jiangsu 212013,China;Institute of Micro-nano Optoelectronics and Terahertz Technology,Jiangsu University,Zhenjiang Jiangsu 212013,China)

机构地区:[1]江苏大学机械工程学院,江苏镇江212013 [2]江苏大学微纳光电子与太赫兹技术研究院,江苏镇江212013

出  处:《光通信技术》2025年第2期7-10,共4页Optical Communication Technology

基  金:国家自然科学基金项目(62205131)资助;江苏省自然科学基金项目(BK20220519)资助;江苏高等学校自然科学基金重大基础研究项目(22KJB140002)资助;镇江市2023年科技创新基金项目(SS2023009)资助。

摘  要:为了解决传统农药检测方法复杂预处理和低灵敏度的问题,提出了一种基于激光制备的金纳米颗粒(AuNPs)复合太赫兹(THz)超材料传感器。通过皮秒激光直写和纳秒激光扫描技术,分别制备了周期性双U形超材料阵列和AuNPs,并将两者结合以增强THz波与分析物的相互作用。仿真和实验结果表明,AuNPs诱导的局部电场增强显著提升了传感器的灵敏度,复合传感器的THz谐振强度相比裸传感器提高了12倍以上。实验数据进一步显示,该传感器对百菌清的检测限可达10μg/m L。To address the issues of complex pretreatment and low sensitivity in traditional pesticide detection methods,an Au nanoparticles(AuNPs)composite terahertz(THz)metamaterial sensor based on laser fabrication is proposed.Periodic double U-shaped metamaterial arrays and AuNPs are prepared using picosecond laser direct writing and nanosecond laser scanning techniques,respectively.The combination of these two components enhances the interaction between THz waves and analytes.The simulation and experimental results demonstrate that the local electric field enhancement induced by AuNPs significantly improves the sensor's sensitivity,with the THz resonance intensity of the composite sensor being more than 12 times higher than that of the bare sensor.The experimental data further reveal that the detection limit of the sensor for chlorothalonil can reach 10μg/m L.

关 键 词:太赫兹 金纳米颗粒 超材料 农药检测 激光加工 

分 类 号:TN253[电子电信—物理电子学] O436[机械工程—光学工程]

 

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