La plasmónica y la fotónica han atraído la atención tanto en la academia como en la industria debido a su uso en una amplia gama de aplicaciones. uno de los cuales incluye detección óptica. El desarrollo de la tecnología de detección óptica no solo contribuye a la comunidad de investigación científica como una herramienta versátil, pero también ofrece un valor comercial sustancial para aplicaciones de ciudad inteligente e Internet de las cosas (IOT) debido a su eficiencia energética, ligero, tamaño pequeño e idoneidad para la teledetección. Reforzando su significado, Científico americano identificó la detección plasmónica como una de las 10 principales tecnologías emergentes de 2018.

En las últimas décadas se han propuesto y demostrado varios mecanismos de detección óptica y estructuras de sensores. Casi todos los nuevos mecanismos de detección o configuraciones de sensores se explorarían con regularidad para probar su capacidad de detección. Sin embargo, información sobre la brecha entre la realización experimental y los límites teóricos, diferencia entre sensores plasmónicos basados ​​en metales y sensores fotónicos basados ​​en dieléctricos, y la discriminación entre la propagación de ondas propias y las estructuras de modos propios localizadas no estaba fácilmente disponible.

Investigadores de la Universidad de Tecnología y Diseño de Singapur (SUTD), Singapur, Agencia para la Ciencia, Tecnología e Investigación (A * STAR), Singapur, y el Instituto Austriaco de Tecnología, Austria, llevó a cabo una extensa investigación bibliográfica, Resumió y comparó sistemáticamente las capacidades de detección de estos sensores ópticos de índice de refracción de acuerdo con sus sensibilidades y figura de mérito. Luego se estableció un mapa de tecnología 3-D (ver figura 1) para definir el estándar y la tendencia de desarrollo de los sensores ópticos de índice de refracción que utilizan estructuras plasmónicas y fotónicas.

En particular, Se revisaron los siguientes cuatro tipos comunes de sensores de índice de refracción ópticos sin etiquetas que utilizan estructuras plasmónicas y fotónicas:

1. Sensores de ondas propias plasmónicas de propagación a base de metal, tal como sensor de polaritón de plasmón de superficie acoplado a prisma;
2. Sensor de modo propio plasmónico localizado basado en metal, tales como sensores de resonancia de plasmones superficiales localizados basados ​​en nanopartículas metálicas;
3. Sensores de onda propia fotónica de propagación dieléctrica, como interferómetros de fibra;
4. Sensores de modo propio fotónico localizado basados ​​en dieléctricos, como cavidades de cristal fotónico.

Adicionalmente, En la revisión se incluyeron sensores híbridos de índice de refracción más avanzados, como los sensores de resonancia Fano y los sensores plasmónicos y fotónicos integrados en materiales bidimensionales.

"Este mapa tecnológico, como un reflector, indica claramente la capacidad de detección, méritos y deficiencias de las diferentes categorías de sensores ópticos de índice de refracción para investigadores en el campo, "dijo el primer autor Yi Xu, Doctor. estudiante de SUTD y del Instituto de Computación de Alto Rendimiento (IHPC), UNA ESTRELLA.

Cualquier nuevo sensor de índice de refracción óptico desarrollado se puede agregar a este mapa tecnológico para comparar sus capacidades de detección con trabajos anteriores. La adición continua de nuevos sensores de índice de refracción fotónicos y plasmónicos enriquecerá el mapa tecnológico, proporcionando así un punto de referencia para este rápido desarrollo de sensores ópticos de índice de refracción.

"Teniendo en cuenta este mapa tecnológico y comprendiendo a fondo los méritos, limitaciones, mecanismos y tendencias de desarrollo de diferentes categorías de sensores RI, juntos, podemos avanzar en el campo de manera más efectiva, "dijo el coautor correspondiente y el co-asesor del doctorado, Dr. Lin Wu, IHPC, UNA ESTRELLA.

Con el mapa tecnológico, Varios sensores ópticos de índice de refracción podrían seleccionarse mejor de acuerdo con diferentes aplicaciones. "Creemos que una revisión tan completa de los sensores ópticos de índice de refracción con estructuras plasmónicas y fotónicas atraerá mucha atención en las comunidades de investigación". que ayudará a los ingenieros a utilizar los sensores adecuados para el diseño de subsistemas en ciudades inteligentes e IOT, "dijo el profesor Ricky Ang del SUTD, coautor corresponsal y Ph.D. tutor.