收稿日期:2022-10-17.基金项目:国家自然科学基金项目(61805053);国家大学生创新创业训练计划资助项目(202010595018).*通信作者:孙堂友E-mail:suntangyou@guet.edu.cn.材料、结构及工艺DOI:10.16818/j.issn1001-5868.2022101701MIM波导内嵌金属板结构Fano共振传感特性覃祖彬,肖功利,周嗣童,蓝进京,孙堂友*,邓艳容(桂林电子科技大学广西精密导航技术与应用重点实验室,广西桂林541004)摘要:基于法诺(Fano)共振传感特性,提出了一种金属-介质-金属(MIM)波导耦合矩形腔结构,目的是为了实现高灵敏度、高可靠性的折射率传感检测。通过耦合模理论和有限元数值模拟仿真,分析了矩形腔中有无内嵌金属板两种结构的Fano透射光谱特征,并且进一步优化了矩形腔内嵌金属板结构参数,最后阐明了结构参数对其传感特性的内在影响。结果表明,当入射光以TM模式入射到矩形谐振腔时,会形成两个Fano模式共振峰:第一种模式的品质因数(FOM)达9.4×104,灵敏度为700nm/RIU;第二种模式的FOM达8.4×103,灵敏度为1200nm/RIU。研究结果表明此结构设计实现了双Fano峰检测,同时各个模式品质因数都很高,这为高性能微纳光学折射率传感器的设计提供了一定的理论参考依据。关键词:耦合模理论;MIM波导;矩形腔;Fano共振;折射率传感中图分类号:TN256文章编号:1001-5868(2023)01-0076-05SensingCharacteristicsofFanoResonanceinMIMWaveguidewithEmbeddedMetalPlateStructureQINZubin,XIAOGongli,ZHOUSitong,LANJinjing,SUNTangyou,DENGYanrong(GuangxiKeyLab.ofPrecisionNavigationTechnol.andApplication,GuilinUniversityofElectronicTechnol.,Guilin541004,CHN)Abstract:Inordertoachievehighlysensitiveandreliablesensingdetectionofrefractiveindex,ametal-insulator-metal(MIM)waveguidecoupledrectangularcavitystructureisproposedbasedonsensingperformanceofFanoresonanceinthispaper.Withthehelpoftheoreticalanalysisofthecouplingmodeandthenumericalsimulationbythefiniteelementmethod,theFanotransmissionspectralcharacteristicsoftherectangularcavitywithandwithoutembeddedmetalplateareanalyzed.Andtheparametersofthedesignedrectangularcavityembeddedmetalplatestructureareoptimizedfurther.Finally,theinfluenceofstructuralparametersonitssensingcharacteristicsisdiscussed.TheresultsshowthattwoFanomoderesonantpeaksareformedafterlightisincidentintotherecta...
