基于等离子体方形纳米环的窄带超材料吸收器，用于光学传感与放大

《Photonics》：Narrowband Metamaterial Absorber Based on Plasmonic Square Nanoring for Optical Sensing and Amplification

　　

摘要

一种等离子体超材料吸收体（MA）具有独特的电场增强和光谱调制能力，在生物传感应用中发挥着关键作用。在本研究中，设计了一种基于等离子体方形纳米环的窄带MA结构，并对其进行了数值模拟分析。该MA在1216纳米波长处显示出99.77%的窄带吸收率，半高全宽（FWHM）为10纳米。此外，该MA对环境的折射率（RI）具有敏感的吸收特性，其灵敏度为186纳米/RIU，并且在折射率范围为1.0到1.4时，品质因数（Q-factor）稳定在120左右。该MA对实际生物细胞的感知和识别能力也通过数值方法得到了验证。同时，该MA还展现出优异的荧光放大能力，在1216纳米波长下实现了3438倍的荧光增强，且方向性高达约590。这些特性使得该MA结构成为光学传感系统中的理想候选材料。