7、光子晶体光纤等离子体传感器：原理、类型与应用前景

光子晶体光纤等离子体传感器：原理、类型与应用前景

1. 引言

在医疗保健等众多领域，传感器的性能至关重要。光子晶体光纤（PCF）等离子体传感器凭借其独特的性质，成为近年来研究的热点。本文将详细介绍不同类型的PCF等离子体传感器，包括双涂层传感器、开槽传感器和其他类型传感器，同时探讨其制造技术、未来应用以及发展前景。

2. 双涂层等离子体传感器

传统的等离子体材料（PM）存在一些局限性。例如，金（Au）虽惰性且化学稳定，但与玻璃的附着性较差；银（Ag）、铜（Cu）和铝（Al）存在氧化问题，且检测能力较低。为激发共振现象，这些材料通常会覆盖具有保护性能的纳米氧化物、氮化物和其他混合物薄膜。
- 提高金与玻璃附着力的方法 ：Liu等人建议在金上覆盖一层薄石墨烯，以增加金与玻璃基板之间的附着力。通过对七气孔PCF传感器的研究，发现气孔尺寸、单（Au）和双金属（Au + 石墨烯）层对传感器的灵敏度有影响。Au - 石墨烯覆盖可用于平坦表面，通过增加分析物的体积比来提高传感器的传感能力，但由于较低的核心辐射，限制损耗较大。
- 解决导电材料氧化问题 ：为解决导电材料的氧化问题，这些材料会被其他保护材料覆盖。Dash和Jha展示了一种银 - 石墨烯涂层的SPR - PCF传感器，解决了银的氧化问题。该设计中，不同尺寸的气孔以两种不同方式图案化，内气孔环为六边形，外环为圆形，能够产生860 RIU⁻¹的高振幅灵敏度（AS），且分辨率良好，但由于有三种不同的气孔直径，制造过程较为复杂。
- 降低限制损耗的方法 ：双金属涂层和改变包层气孔图案有助于降低限