空气栅光子晶体F-P腔折射率传感：倏逝波谐振原理研究

"本文主要研究了基于倏逝波谐振的空气栅光子晶体F-P腔在折射率传感中的应用，探讨了倏逝波在光子晶体中的行为以及这种传感结构的工作原理。通过光学谐振效应，当入射光以特定角度入射到光子晶体时，能在中心介质层形成F-P腔，产生谐振并增强电磁场，从而对气体折射率产生高灵敏度响应。使用传输矩阵理论进行数值模拟，结果显示该结构的Q值达到3447.0，灵敏度为1260.0 nm/RIU，证明其在高精度气体折射率传感方面的潜力，为相关传感器设计提供了理论支持。" 文章深入研究了光子晶体中的倏逝波现象，这是光在介质界面附近的一种特殊传播形式，当入射角超过全反射临界角时，部分光能量转化为倏逝波，能够在介质层内持续存在并产生共振。这种共振现象在空气栅光子晶体F-P腔中尤为显著，因为F-P腔的形成使得倏逝波可以在腔内多次反射，增强了电磁场的局部密度。这种增强的电磁场与待测气体相互作用，使得传感结构对气体折射率的变化极其敏感。 文中提到的F-P腔是光学谐振器的一种，由两反射面间的空腔构成，其中的光波可以来回反射并形成稳定的谐振模式。在光子晶体中，由于周期性结构的影响，F-P腔的谐振特性可以被精细调控，从而实现对特定折射率变化的检测。 通过数值模拟，研究者发现这种光子晶体F-P腔传感器的性能优异，Q值高意味着谐振峰的尖锐度高，能更精确地分辨折射率变化；而高灵敏度（1260.0 nm/RIU）则表示每单位折射率变化对应的谐振波长变化大，有利于提高检测精度。这些特性使得该结构在气体传感领域有广泛的应用前景，尤其是在需要高精度测量气体折射率的场景下。 关键词涉及的领域包括光学器件、折射率传感、光子晶体、F-P腔、倏逝波和光学谐振，涵盖了光电子学、传感技术等多个方面，对理解光子晶体传感器的工作原理和设计方法有着重要的指导意义。该研究不仅对学术研究有价值，也为实际应用中的高性能气体传感器开发提供了理论依据。