基于全介质超表面的高品质因数折射率传感器及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种基于全介质超表面的高品质因数折射率传感器，它的全介质超表面单元由第一硅矩形介质块、第二硅矩形介质块和第三硅矩形介质块组成，第一硅矩形介质块、第二硅矩形介质块和第三硅矩形介质块通过电子束蒸发沉积法沉积在透明玻璃基底上，第一硅矩形介质块、第二硅矩形介质块和第三硅矩形介质块关于全介质超表面单元的中心点呈120°旋转对称，第一硅矩形介质块、第二硅矩形介质块和第三硅矩形介质块的内侧边缘与全介质超表面单元中心点的距离d均相等，且距离d的范围均为60～70nm。本发明专利技术使用高折射率的介电材料避免了金属材料引起的欧姆损耗，具有损耗低的优势，且简单易实现，检测成本低廉。

【技术实现步骤摘要】
基于全介质超表面的高品质因数折射率传感器及其制造方法
本专利技术涉及光学传感
，具体地指一种基于全介质超表面的高品质因数折射率传感器及其制造方法。
技术介绍
在光电检测领域，折射率检测具有十分重要的地位，而利用微纳结构实现折射率传感的方法也受到越来越多研究者的青睐。如在生物传感领域，折射率传感器利用监测溶液折射率是否变化来检测待测生物分子是否存在，避免了传统意义上的荧光标记法和放射性同位素标记法在标记过程中荧光染料或者放射性同位素对生物分子活性的影响。同时，折射率传感方法极大地简化了操作步骤，缩短了检测时间，有利于实现传感设备的多次重复利用。目前比较流行的折射率传感器大多为基于光束相干原理的光纤折射率传感器和基于表面等离激元原理的金属超材料折射率传感器。光纤折射率传感器如法布里-珀罗干涉仪、萨格纳克干涉仪等的加工程序相对复杂，灵敏度一般较低；基于表面等离激元原理的金属超材料折射率传感器，由于金属材料的固有损耗，一般品质因数(FOM，figureofmerit)较低，且存在体积大、成本高、不易集成等问题。随着超材料的出现，人本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于全介质超表面的高品质因数折射率传感器，其特征在于：它包括全介质超表面单元(2)和透明玻璃基底(1)，其中，所述全介质超表面单元(2)由第一硅矩形介质块(2.1)、第二硅矩形介质块(2.2)和第三硅矩形介质块(2.3)组成，第一硅矩形介质块(2.1)、第二硅矩形介质块(2.2)和第三硅矩形介质块(2.3)通过电子束蒸发沉积法沉积在透明玻璃基底(1)上，第一硅矩形介质块(2.1)、第二硅矩形介质块(2.2)和第三硅矩形介质块(2.3)关于全介质超表面单元(2)的中心点呈120°旋转对称，第一硅矩形介质块(2.1)、第二硅矩形介质块(2.2)和第三硅矩形介质块(2.3)的内侧边缘与全介质...

【技术特征摘要】
1.一种基于全介质超表面的高品质因数折射率传感器，其特征在于：它包括全介质超表面单元(2)和透明玻璃基底(1)，其中，所述全介质超表面单元(2)由第一硅矩形介质块(2.1)、第二硅矩形介质块(2.2)和第三硅矩形介质块(2.3)组成，第一硅矩形介质块(2.1)、第二硅矩形介质块(2.2)和第三硅矩形介质块(2.3)通过电子束蒸发沉积法沉积在透明玻璃基底(1)上，第一硅矩形介质块(2.1)、第二硅矩形介质块(2.2)和第三硅矩形介质块(2.3)关于全介质超表面单元(2)的中心点呈120°旋转对称，第一硅矩形介质块(2.1)、第二硅矩形介质块(2.2)和第三硅矩形介质块(2.3)的内侧边缘与全介质超表面单元(2)中心点的距离d均相等，且距离d的范围均为60～70nm。


2.根据权利要求1所述的基于全介质超表面的高品质因数折射率传感器，其特征在于：所述第一硅矩形介质块(2.1)、第二硅矩形介质块(2.2)和第三硅矩形介质块(2.3)的长度a均相等，且长度a的取值范围为190～220nm，第一硅矩形介质块(2.1)、第二硅矩形介质块(2.2)和第三硅矩形介质块(2.3)的宽度b均相等，且宽度b的取值范围为95～105nm，第一硅矩形介质块(2.1)、第二硅矩形介质块(2.2)和第三硅矩形介质块(2.3)的厚度h均相等，且厚度h的取值范围为8～12nm。


3.根据权利要求1所述的基于全介质超表面的高品质因数折射率传感器，其特征在于：所述透明玻璃基底(1)的折射率范围为1.44～1.46。


4.根据权利要求1所述的基于全介质超表面的高品质因数折射率传感器，其特征在于：所述透明玻璃基底(1)上的全介质超表面单元(2)有多个，透明玻璃基底(1)上的全介质超表面单元(2)X轴方向上的排列周期P为600～900nm，透明玻璃基底(1)上的全介质超表面单元(2)Y轴方向上的排列周期P为600～90...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜庆国，刘欣欣，李政颖，梁宵，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42