基于环形光子晶体的增强灵敏度单/双偏振折射率生物传感器

为了促进基于二维光子晶体的折射率生物传感器的发展，迫切需要一种有效的方法来提高二维光子晶体的折射率灵敏度（通常小于500 nm/RIU）。本文详细研究了空气环型二维环形光子晶体的光子带隙特征及其相应的折射率灵敏度。与以往广泛研究的传统空气孔型二维光子晶体相比，这种二维光子晶体可以轻松且明显地提高折射率灵敏度。这是因为环形光子晶体能够自然地表现出被抑制的光子带隙上边缘，这强烈影响最终的折射率灵敏度。一般来说，纯二维环形光子晶体可以实现高达2-3倍的折射率灵敏度增强。这种高折射率灵敏度也可在由纯二维环形光子晶体开发的三种典型波导中获得。此外，通过将折射率灵敏度定义为不同偏振之间上边缘光子带隙交叉相对灵敏度之差，提出了一种双偏振折射率生物传感器的新概念。基于纯二维环形光子晶体，还给出了一个在红外范围内具有约1190 nm/RIU高折射率灵敏度的双偏振折射率生物传感器示例。