优化金属光栅结构提升表面等离子体共振传感器性能

"金属光栅结构对表面等离子体共振的影响" 本文主要探讨了金属光栅结构如何影响表面等离子体共振（Surface Plasmon Resonance, SPR）传感器的性能，尤其是如何通过优化金属光栅的设计来提高其信噪比和灵敏度。在表面等离子体共振现象中，光波与物质中的自由电子相互作用，产生一种局域化的电磁场增强，这种效应在传感器应用中特别重要，因为它可以显著提升检测的敏感性。 作者们选择了一维矩形光栅作为研究的基础结构，并通过调整光栅的几何参数，如周期、深度、宽度等，来探索最佳的耦合条件。他们强调了面型参数在入射光波与表面等离子体波耦合过程中的关键作用。光栅面型函数被分解展开，通过傅里叶分析，逐一考察每一项对等离子体耦合的影响，这有助于理解光能量最大耦合的物理机制。 文章中提到，优化的一维矩形金属光栅面型函数的傅里叶展开式可以揭示各个谐波成分对等离子体耦合的贡献。通过对这些谐波成分的深入分析，研究者期望能找到提高光能耦合效率的新途径，这对于进一步提升SPR传感器的性能至关重要。 这项工作集中在利用数学和物理方法解析金属光栅结构对SPR的影响，以期改进传感器的设计。通过优化光栅参数，有可能实现更高效的能量转换，从而提高SPR传感器在生物医学检测、化学传感等领域中的应用潜力。