蘇州納米所一成果入列「2017中國光學十大進展」

近日，「2017中國光學十大進展」發布會由中國激光雜誌社在上海浦東召開。基礎研究類和應用研究類各有10項。其中，來自中國科學院蘇州納米技術與納米仿生研究所的一項成果「實現超材料吸收器結構與微流通道一體化集成的折射率感測器方案」獲此殊榮。

中國科學院蘇州納米技術與納米仿生研究所陳沁課題組提出超材料吸收器結構與微流通道一體化集成的折射率感測器方案。受益於其特有的諧振局域場感測機制，該感測器在4-9 THz波段展現了高達3.5 THz/RIU的靈敏度，可實現折射率變化小於0.002的檢測限。相關成果發表在Laser & Photonics Reviews [10, 962 (2016)]上。

基於金屬/介質/金屬三層結構的超材料吸收器是一種將諧振的入射光完全局域化的人工電磁結構。通常技術方案都是將輸送檢測物質的微流通道集成到金屬微結構層表面(圖2a)，此時局域的電磁場與微流通道的空間重疊非常有限(圖2b)，限制了器件感測性能。該課題組將超材料吸收器與微流通道進行如圖1和圖2d所示的一體化集成，此時兩金屬層中間是一個雙功能層：既作為超材料吸收器中的介質層，又作為微流通道。強局域的諧振電磁場與微流通道中的被測物質具有非常高的空間重疊(圖2e)，由此便實現了太赫茲波與物質間的相互作用的增強，從而大大提高了感測靈敏度，即不同折射率材料對應諧振峰位的移動量增大(對比圖2c和2f)。

這一研究工作的實驗結果與器件設計取得了很好的吻合。相比於常用的消逝場光學感測技術而言，這一感測器的性能得到了顯著提高。整個器件的設計僅需採用普通的微加工技術，製作工藝簡單，適合大規模應用。而且，這種局域諧振光場的感測機制不限於太赫茲波，還可以擴展到紅外和可見光波段，這對於推進光學折射率感測技術在生化檢測分析的應用具有積極作用。(蘇報融媒記者 袁藝)

(責編：嚴儼)

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！