Terahertz refractive index sensor based on the guided resonance in a photonic crystal slab
Terahertz refractive index sensor based on the guided resonance in a photonic crystal slab
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基于光子晶体板中引导谐振的太赫兹折射率传感器
DOI：
10.1016/j.optcom.2018.10.061
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发表时间：
2019-03
影响因子：
2.4
通讯作者：
Zhanghua Han
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Yulin Wang;Wei Cheng;Jianyuan Qin;Zhanghua Han
光子晶体板的光学特性对环境变化非常敏感。因此，PCS是一个有吸引力的传感应用平台。用数值方法演示了一种基于二维光子晶体波导共振的太赫兹折射率传感器。PCS由石英衬底上的硅板上的方形空气孔晶格组成。通过系统地改变各结构参数，研究了0.508 THz附近的共振对PCS结构参数的依赖关系，并对PCS结构参数进行了优化，以获得更高的灵敏度。我们应用PCS传感器检测分析物的折射率。对于位于0.508 THz附近的谐振，传感器的灵敏度达到23.08 GHz/RIU。我们的研究结果为未来的太赫兹光谱传感检测提供了见解。
The optical properties of a photonic crystals slab (PCS) are highly sensitive to environmental variation. PCS thus are an attractive platform for sensing application. We numerically demonstrate a terahertz refractive index sensor based on the guided resonance in a two-dimensional PCS. The PCS consists of a square lattice of air holes in a silicon slab fabricated on a quartz substrate. By varying each structural parameter systematically, we study the dependence of the resonance located around 0.508 THz on the structural parameters of PCS, and then optimize the structural parameters of PCS for a higher sensitivity. We apply the PCS sensor to detect the refractive index of analytes. The sensitivity of the sensor reaches 23.08 GHz/RIU for the resonance located around 0.508 THz. Our results provide insight into the future terahertz spectroscopy for sensing detection.
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