基于相位奇点奇异点的超大型Goo-Hanchen位移的超声子结构 formalism

Goo-Hanchen（GH）位移在共振光子结构中变得异常大，具有极高灵敏度的折射率传感器的前景。我们在此提供完整的形式化框架，以解析性方式描述GH位移及其在临界耦合范例周围的相关灵敏度。该解析框架定量地将物理参数（如品质因数、角度色散、光束大小和相位奇点）与GH位移相连接。我们在两种实际设计中数值确认了该理论：一种是表面等离子共振传感器，另一种是布洛赫表面波（BSW）超声子结构传感器。将该理论与数值仿真相结合，我们设计了一个GH灵敏度（$10^{13} \mu m/RIU$）比当前最先进技术高出5个数量级的BSW超声子结构。我们还揭示了实现极致GH灵敏度的主要实际限制是光束大小。然而，考虑到现实中的光束大小并引入超声子结构的工程色散，我们计算出的GH传感器探测极限可低至$10^{-13} RIU$，仍超越当前传感器。这些结果为需要高灵敏度和低探测极限的新型传感应用开辟了道路。