0 引言

    表面等离子体激元（SPPs）是一种横磁极化电磁波，由入射光子与金属表面的自由电子相互作用产生，并沿着金属-介质界面传播。在亚波长尺度的SPPs 产生于金属表面，随着沿反应界面垂直距离的增加，强度呈指数衰减，能够克服衍射极限[1-3]。而基于表面等离子体的金属-介质-金属（MIM）波导具有良好的亚波长约束、合适的传播长度、易于集成等优点[4-7]，在光学传感领域拥有广阔的应用前景，引起了研究者的关注。2018年，WANG L等人[8]设计了一种MIM波导耦合T形谐振腔的折射率传感器，该传感器灵敏度和对应的品质因数（FOM）较低，分别仅为680 nm/RIU、8.68；同年，QIAO L等人[9]提出了由M型谐振腔及挡板组成的MIM波导结构，其灵敏度为780 nm/RIU。2020年，FANG Y等人[10]设计了一种多Fano共振MIM波导耦合谐振腔折射率传感器，实现了四通道的Fano共振曲线，灵敏度达到了680 nm/RIU和1 940 nm/RIU；同年，YANG Q等人[11]设计了一种十字形腔MIM波导传感系统，通过改变结构参数，增加十字形腔体使该结构的灵敏度分别达到了1 075 nm/RIU、1 100 nm/RIU。2021年，广西师范大学的ZHU J[12]设计了一种利用SPPs和U型空腔单向耦合的MIM波导结构，实现了825 nm/RIU的折射率传感灵敏度，该结构在室温下可以准确地鉴别出5种食用植物油；同年，CHEN J等人[13]设计了双对称矩形短棒MIM共振结构，该结构由圆形裂环谐振腔和双对称矩形短棒波导构成，灵敏度可达1 180 nm/RIU。2022年，覃祖彬等人[14]提出了一种MIM波导耦合矩形腔结构，实现了2个Fano模式的共振峰，灵敏度分别为700 nm/RIU和1 200 nm/RIU。上述研究尽管提供了一些新颖的思路，但灵敏度较差。因此，本文提出一种MIM波导结构耦合椭圆八字形谐振腔的折射率传感器，制备工艺简单且能够进一步提高灵敏度。

3 结束语 

    本文设计了一种MIM波导结构耦合椭圆八字形谐振腔的折射率传感器。首先介绍系统原理，然后使用COMSOL软件对3种结构的传感器进行仿真分析并优化重要参数。仿真结果表明：当 a=540 nm、b=340 nm、g=10 nm、l=70 nm时，传感器性能最佳，灵敏度达到了1 323 nm/RIU, FOM为16。与近年报道的其它传感结构相比，本文设计的折射率传感器灵敏度高、性能良好、尺寸小且易集成，其谐振腔中所需填充的待测溶液体积较小，具有制造简易的优势，在未来的高密度集成光电路方向有广阔的应用前景。