TY - GEN

T1 - Исследование дифракционных и субволновых решеток в терагерцовом диапазоне для задач сенсорики

AU - Камешков, Олег Эдуардович

AU - Герасимов, Василий Валерьевич

AU - Князев, Борис Александрович

N1 - Камешков О.Э., Герасимов В.В., Князев Б.А. Исследование дифракционных и субволновых решеток в терагерцовом диапазоне для задач сенсорики // XII Семинар по радиофизике миллиметровых и субмиллиметровых волн : Тезисы докладов, Нижний Новгород, 28 февраля – 04 марта 2022 года. – Нижний Новгород: Институт прикладной физики Российской академии наук, 2022. – С. 88-89.

PY - 2022/2

Y1 - 2022/2

N2 - Терагерцовые (ТГц) сенсоры на основе поверхностного плазмонного резонанса (ППР) являются многообещающей технологией в биомедицине из-за возможности мониторинга биологических субстанций в режиме реального времени без маркеров и с высокой чувствительностью. Разными авторами предложено множество решений и вариантов реализация ППР-сенсоров на основе 2D- и 3D-метаматериалов, графена, графеновых нанотрубок. В данной работе рассматриваются субволновые и дифракционные одномерные линейные металлические решетки в качестве сенсоров. Использование дифракционных решеток является одним из традиционных подходов к реализации ППР-сенсоров, однако для этой задачи они все еще остаются слабо исследованными в ТГц-диапазоне частот. Мы провели моделирование с помощью COMSOL и изучили влияние параметров решетчатой структуры на чувствительность сенсора. Также нами были объяснены эффекты, возникающие при различных соотношениях ширины и глубины канавок. Было показано, что чувствительность таких сенсоров может достигать 2,26 ТГц / RIU при изменении показателя преломления исследуемой субстанции от 1 до 1,002. Одномерные субволновые металлические решетки исследовались в схеме нарушенного полного внутреннего отражения (конфигурация Отто), которая использовалась для удовлетворения условий фазового синхронизма спуф-плазмонов. На основе численного моделирования и аналитического анализа нами были найдены оптимальные параметры структуры сенсора. Было рассмотрено его применение в задачах газового анализа с монохроматическим источником излучения со сканированием по углу падения. Чувствительность сенсоров достигала 76° / RIU при изменении показателя преломления от 1 до 1,001.

AB - Терагерцовые (ТГц) сенсоры на основе поверхностного плазмонного резонанса (ППР) являются многообещающей технологией в биомедицине из-за возможности мониторинга биологических субстанций в режиме реального времени без маркеров и с высокой чувствительностью. Разными авторами предложено множество решений и вариантов реализация ППР-сенсоров на основе 2D- и 3D-метаматериалов, графена, графеновых нанотрубок. В данной работе рассматриваются субволновые и дифракционные одномерные линейные металлические решетки в качестве сенсоров. Использование дифракционных решеток является одним из традиционных подходов к реализации ППР-сенсоров, однако для этой задачи они все еще остаются слабо исследованными в ТГц-диапазоне частот. Мы провели моделирование с помощью COMSOL и изучили влияние параметров решетчатой структуры на чувствительность сенсора. Также нами были объяснены эффекты, возникающие при различных соотношениях ширины и глубины канавок. Было показано, что чувствительность таких сенсоров может достигать 2,26 ТГц / RIU при изменении показателя преломления исследуемой субстанции от 1 до 1,002. Одномерные субволновые металлические решетки исследовались в схеме нарушенного полного внутреннего отражения (конфигурация Отто), которая использовалась для удовлетворения условий фазового синхронизма спуф-плазмонов. На основе численного моделирования и аналитического анализа нами были найдены оптимальные параметры структуры сенсора. Было рассмотрено его применение в задачах газового анализа с монохроматическим источником излучения со сканированием по углу падения. Чувствительность сенсоров достигала 76° / RIU при изменении показателя преломления от 1 до 1,001.

UR - https://www.elibrary.ru/item.asp?id=49935587

M3 - статья в сборнике материалов конференции

SP - 88

BT - XII Семинар по радиофизике миллиметровых и субмиллиметровых волн : Тезисы докладов, Нижний Новгород, 28 февраля – 04 2022 года

ER -