Спектральные Характеристики Наклонного Отражательного Интерферометра Как Сенсора Показателя Преломления

Abstract

The paper presents simulation of the refractive index sensor of the analyzed liquid in the Kretschmann configuration based on an oblique reflective interferometer (RI) and its spectral properties for the first time. The principle of operation of this sensor is based on the effect of inverted surface plasmon resonance (ISPR). The sensitive structure is the metal-dielectric multilayer coating based on a nickel thin film in combination with non-quartewavelength dielectric layers. Modeling of the RI manufacturing process under oblique light incidence is described. Formulas for estimating the sensitivity and spectral width of the reflection maximum of ISPR are given, as well as the figure of merit. It is shown that due to the high quality factor, this type of sensor can have very large figure of merit (>10^3).

Аналитическое Описание Спектральных Характеристик Сенсора Коэффициента Преломления На Основе Отражательного Интерферометра

“…[S,P] λ могут быть выражены аналогично [5], рассматривая изменения фазы отражения зеркала M 2 только за счет ПВО:…”

“…В настоящей работе исследованы свойства одного из новых вариантов сенсоров, использующих эффект полного внутреннего отражения и поверхностного плазмонного резонанса в конфигурации Кречмана. Сенсор имеет " инвертированный" спектральный профиль в отраженном свете, подобный исследованному в [5]. Сигнальным репером в такой схеме служит узкий спектральный максимум интенсивности, который является результатом минимизации поглощения света в сенсорной структуре, в англоязычной литературе такой тип резонанса называется инвертированным поверхностным плазмонным резонансом (ИППР, inverted surface plasmon resonance -ISPR) [6].…”

Угловые Характеристики Сенсора Коэффициента Преломления На Основе Отражательного Интерферометра

“…Обратную производную нужно определять в численном виде, так как даже для угла θ w pr не удалось получить для нее простого аналитического выражения. Учитывая (10), угловые чувствительности сенсора S [S,P] θ могут быть выражены аналогично [10], рассматривая производную фазы отражения зеркала M 2 по n a :…”

“…При равенстве контрастов параметры качества по углу и длине волны равны FOM θ = FOM λ [10], они определяются только параметрами зеркал и базового слоя и не связаны с выбором измерительного метода (по углу или длине волны). Формулы (10)−(17) можно использовать для оценок параметров сенсора вблизи θ w pr и λ w .…”

“…В работах [9][10][11] были исследованы новые структуры чувствительного слоя в классической схеме Кречмана на основе металло-диэлектрического многослойного покрытия с использованием многолучевой интерференции. С помощью моделирования было показано, что такая структура может быть выполнена в виде тонкопленочного варианта отражательного интерферометра (ОИ) с узкими спектральными сигнальными пиками и с очень высоким параметром FOM, который теоретически может расти до бесконечности, а практически до более чем 10 3 и ограничивается только потерями света и сносом пучка в слоях структуры.…”