基于银纳米颗粒的HCPCF SERS传感系统优化设计

银纳米颗粒与光子晶体光纤、表面增强拉曼散射效应结合而成的PCF SERS传感器得到了科研界的广泛关注。而PCF结构、SERS基底的性能是传感器的重要影响因素。为了进一步提高SERS PCF传感器的性能，通过研究对比PCF和SERS基底结构参数对传感性能的影响，设计出适用于PCF SERS传感的空芯PCF以及SERS基底的结构参数。通过数值计算，设计的空芯PCF空气填充率为56.30%，当激发光波长785 nm时存在光子带隙，并能够实现单模传输。而半径为38 nm的银纳米球在间距为0.7 nm时能够产生最大的SERS增强因子。研究证明，设计的空芯PCF在785 nm输入波长下既能够基模传输激发光，又能够为SERS提供理想的活性面积，而且银纳米颗粒的形状、尺寸、间距对SERS性能影响严重，而且与入射波长有很强的依赖关系。