用于手性传感平台的数字孪生

纳米光子学概念可通过增强和定制光-物质相互作用来改进许多测量技术。然而，实现此类技术的器件的光学响应可能很复杂，取决于所研究的样品。这种前景与挑战的结合使纳米光子学成为应用数字孪生概念——整个真实世界器件的数字表示——的成熟领域。在这项工作中，我们以纳米光子增强的手性传感平台为例详述数字孪生的概念。在该平台中，具有衍射镜的保螺旋度腔增强了手性分子与圆偏振光之间的光-物质相互作用，从而允许更快地测量分子的圆二色性。然而，分子的纯粹存在影响了腔的功能，需要整体处理以理解器件的性能。在我们的数字孪生中，光学与量子化学模拟相融合，以提供含分子器件在所有长度尺度上的全面描述，并预测含待传感分子的器件圆二色光谱。与实验同步进行模拟将允许对复杂测量结果进行清晰解释。我们还展示了如何利用我们的数字孪生设计腔增强圆二色光谱仪。该数字孪生可用于指导实验和分析结果，其底层概念可转化到许多其他光学实验中。