计算物理

作者：许蒲城, 关建飞

关键词：表面等离激元, MDM波导, M型腔, Fano共振, 有限元法

提出一种金属-电介质-金属(MDM)波导侧向耦合M型谐振腔实现高灵敏度折射率传感的等离激元波导结构。采用有限元分析法定量分析谐振腔结构参数及填充介质折射率对MDM波导透射谱线的定量影响。仿真结果显示: M型腔中的一到四阶类法布里-珀罗(FP)谐振模式与MDM主波导中金属挡板产生的反射导波模式进行耦合干涉形成四重Fano共振透射峰。该透射峰不仅具有非对称谱线形状及陡峭边沿分布, 而且峰值波长随腔长及填充媒质折射率的改变呈现近似线性变化的规律。选取长宽为400 nm×400 nm的M型谐振腔可以产生最高灵敏度为4 900 nm/RIU的一阶Fano共振透射峰。计算结果显示: 传感灵敏度与谐振腔长成正比及与谐振阶次成反比的变化规律, 为高灵敏度传感器的设计提供参考。

来源：2025年第1期

《计算物理》期刊编辑部

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