《新型微納光學傳感技術(shù)》以微納光學傳感機理與技術(shù)為基礎，系統(tǒng)總結(jié)了作者十余年來在微納光學傳感領域的研究成果。內(nèi)容涵蓋各類基于表面等離子體諧振（SPR）波導、定向耦合器、馬赫-澤德干涉儀（MZI）與光子晶體的新型傳感器件及技術(shù)的仿真、設計和應用方案。這些微納光學傳感機理的提出拓展了一些嶄新物理現(xiàn)象的應用領域。同時，這類具有新型物理機理的微納光學傳感技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)傳統(tǒng)光學傳感器件無法達到的高靈敏度、高靈活性、低成本和小型化。
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目錄第1章 緒論 11.1 表面等離子體共振簡介 11.2 SPR傳感技術(shù)的研究 41.2.1 SPR傳感的原理 41.2.2 SPR傳感的檢測方式 41.2.3 SPR傳感的研究與應用 61.2.4 SPR波導傳感技術(shù)的研究意義 7第2章 SPR波導傳感器件設計理論基礎 82.1 SPR的激發(fā)方式與色散關系 82.2 仿真方法 102.2.1 轉(zhuǎn)移矩陣法 102.2.2 有限元法 132.3 靈敏度分析 152.4 本章小結(jié) 16第3章 光自旋霍爾效應 173.1 光自旋霍爾效應的研究背景及意義 173.2 光自旋霍爾效應的研究進展 183.2.1 光自旋霍爾效應的簡介 183.2.2 光自旋霍爾效應的研究進展 193.3 磁光光自旋霍爾效應的檢測方法 203.3.1 光自旋霍爾效應的弱測量放大裝置 203.3.2 光自旋霍爾效應的弱測量放大原理 21第4章 磁光光自旋霍爾效應的理論和實驗研究方法 234.1 磁光光自旋霍爾效應簡介 234.2 磁光光自旋霍爾效應反射系數(shù)的計算方法 244.2.1 磁光轉(zhuǎn)移矩陣法 244.2.2 磁光光自旋霍爾效應的有限元法 284.3 磁光光自旋霍爾效應自旋橫移的計算方法 304.4 磁光光自旋霍爾效應傳感的靈敏度分析 314.5 本章小結(jié) 32第5章 多層光波導折射率傳感 345.1 基于金屬-絕緣體-金屬波導的折射率傳感 345.2 基于模式干涉的五層平板波導折射率傳感 395.2.1 引言 395.2.2 設計分析方法 395.2.3 仿真結(jié)果及討論 415.2.4 傳感特性 425.3 用于甲烷檢測的一維光子晶體磁等離子體傳感 445.3.1 引言 445.3.2 模型和模擬方法 455.3.3 仿真結(jié)果及討論 475.4 基于雙負材料棱鏡-波導耦合系統(tǒng)的折射率傳感 505.4.1 引言 505.4.2 模型與理論分析 515.4.3 仿真及討論 525.5 各向異性超材料金屬包層光波導傳感器 555.5.1 引言 555.5.2 模型與分析 565.5.3 仿真結(jié)果及討論 575.6 本章小結(jié) 60第6章 基于光波導器件的折射率傳感 626.1 基于硅波導的定向耦合折射率傳感器 626.2 基于硅波導熱光檢測機理的定向耦合生物傳感器 686.2.1 生物傳感機理、理論分析和計算結(jié)果 696.2.2 仿真結(jié)果與分析 716.2.3 制作方法及系統(tǒng)等效電路 736.3 基于絕緣體上硅薄膜(SOI)波導熱光效應的MZI折射率傳感器 756.3.1 引言 756.3.2 傳感機理、理論分析與討論 766.4 基于混合硅/聚合物波導的MZI折射率傳感 796.4.1 引言 796.4.2 傳感模型及電路設計 806.5 本章小結(jié) 84第7章 磁光表面等離子體波導的傳感特性研究 857.1 磁光表面等離子體共振簡介 857.1.1 磁光效應 857.1.2 磁光表面等離子體共振 877.2 摻鈰釔鐵石榴石MOSPR波導的傳感特性研究 897.2.1 摻鈰釔鐵石榴石MOSPR波導的結(jié)構(gòu)設計 897.2.2 摻鈰釔鐵石榴石MOSPR波導的傳感性能測試 917.3 基于磁光Tamm態(tài)的磁光波導的傳感特性研究 947.3.1 磁光Tamm態(tài)簡介 947.3.2 磁光Tamm態(tài)波導的傳感結(jié)構(gòu)設計 957.3.3 磁光Tamm態(tài)波導的傳感性能分析 1007.4 本章小結(jié) 102第8章 SPR增強光自旋霍爾效應及其傳感特性 1038.1 光自旋霍爾效應的弱測量 1038.1.1 光自旋霍爾效應的弱測量實驗 1038.1.2 光自旋霍爾效應的弱測量放大原理 1048.2 含石墨烯-MoS2異質(zhì)結(jié)波導的SHEL傳感特性研究 1068.2.1 含石墨烯-MoS2異質(zhì)結(jié)波導的SHEL傳感結(jié)構(gòu)設計 1078.2.2 含石墨烯-MoS2異質(zhì)結(jié)波導的SHEL傳感性能分析 1098.3 太赫茲石墨烯波導的傳感特性研究 1128.4 本章小結(jié) 116第9章 表面等離子體共振增強的磁光光自旋霍爾效應 1179.1 表面等離子體共振簡介 1179.2 基于磁光雙金屬薄膜的磁光光自旋霍爾效應的結(jié)構(gòu)設計 1189.3 仿真計算及結(jié)果分析 1209.3.1 仿真計算 1209.3.2 仿真結(jié)果分析 1239.4 基于表面等離子體共振增強的磁光光自旋霍爾效應折射率傳感設計 1259.5 本章小結(jié) 127第10章 磁光光自旋霍爾效應的液體折射率傳感 12810.1 磁光光自旋霍爾效應液體折射率傳感系統(tǒng)的仿真設計 12810.1.1 磁光傳感芯片的材料與結(jié)構(gòu)設計 12810.1.2 傳感系統(tǒng)最佳參數(shù)的優(yōu)化 12910.2 磁光傳感芯片樣品的制備 13210.3 磁光光自旋霍爾效應的液體折射率傳感實驗 13310.3.1 磁光光自旋霍爾效應的實驗光路及優(yōu)化 13310.3.2 磁光光自旋霍爾效應液體折射率傳感實驗結(jié)果及誤差分析 13510.4 基于磁光介質(zhì)薄膜中的光自旋霍爾效應的磁場傳感 13710.4.1 樣品結(jié)構(gòu)與參數(shù)選擇 13710.4.2 仿真分析及磁場傳感 13810.4.3 實驗驗證 14110.5 本章小結(jié) 143第11章 熱光效應調(diào)控的磁光光自旋霍爾效應及其傳感特性 14511.1 熱光效應器件及熱光相變材料簡介 14511.1.1 熱光效應器件簡介 14611.1.2 熱光相變材料簡介 14611.2 熱光光自旋霍爾效應的實驗設計 14711.3 熱光光自旋霍爾效應實驗及結(jié)果分析 14911.3.1 熱光光自旋霍爾效應實驗 14911.3.2 熱光光自旋霍爾效應實驗結(jié)果分析 15011.4 基于磁光-熱光二維調(diào)控的光自旋霍爾效應及其傳感設計 15211.5 本章小結(jié) 154第12章 基于光自旋霍爾效應的手性分子鑒別方法 15612.1 手性分子簡介 15612.2 基于一維光子晶體的手性分子鑒別方法 15612.2.1 結(jié)構(gòu)設計原理 15612.2.2 TiO2(Si Al2O3 Si)4 TiO2 16112.2.3 Al2O3(SiO2 TiO2 SiO2)7Al2O3 16212.2.4 SF11(MgF2 TiO2MgF2)6 SF11 16212.2.5 結(jié)果分析及優(yōu)化 16312.3 基于磁光薄膜的手性分子傳感 16412.3.1 引言 16412.3.2 理論分析 16512.3.3 仿真和實驗 16712.4 本章小結(jié) 172參考文獻 174
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