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超越例外点以获得高探测灵敏度

光学 2024-03-19 v1 应用物理

摘要

基于例外点(EP)的光学传感器具有卓越的灵敏度,但由于对噪声等扰动极其敏感,探测灵敏度较差。在光学资源有限(如移动平台应用)的场景下,高探测灵敏度可能与高灵敏度同样重要。在此类情境下,off-EP探测优势在于:灵敏度略有牺牲可显著提升探测灵敏度。本文表明,一种被动奇偶称时(PT)对称性等离子体-光子混合体系在off-EP处显示出探测灵敏度峰值,灵敏度仍然极高,优于等效全等离子体和全光子系统。我们演示了使用该等离子体-光子混合体系对抗鼠IgG蛋白的off-EP探测高灵敏度。我们报告灵敏度为1.2 nm/nM,仅需最低光学预算为1.3 nJ。因此,非厄米特等离子体-光子混合体可能是实际应用中最佳的纳米光子传感器类别。

关键词

引用

@article{arxiv.2403.10713,
  title  = {Sensing beyond the exceptional point for high detectivity},
  author = {Zhichao Li and Ciril S. Prasad and Xielin Wang and Ding Zhang and Gururaj V. Naik},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2403.10713},
  year   = {2024}
}

备注

17 pages, 4 figures, under review by ACS Photonics