量子电子学报

作者：葛宏义,贾志远,蒋玉英,张元,吴旭阳,季晓迪,孙振雨,崔光远,

单位：1 河南工业大学粮食信息处理与控制教育部重点实验室, 河南 郑州 450001;2 河南工业大学河南省粮食光电探测与控制重点实验室, 河南 郑州 450001;3 河南工业大学信息科学与工程学院, 河南 郑州 450001;4 河南工业大学人工智能与大数据学院, 河南 郑州 450001

关键词：光电子学,太赫兹超材料,类电磁诱导透明,多频段,高灵敏度,

基金：国 家 自 然 科 学 基 金 (62271191, 61975053), 河 南 省 自 然 科 学 基 金 (222300420040), 河 南 省 重 点 科 技 计 划 项 目 (222102110246, 222103810072), 河南省高校科技创新人才计划项目 (23HASTIT024, 22HASTIT017)

超材料的类电磁诱导透明 (EIT) 效应提供了一种独特的方法来增强光与物质的相互作用, 在高灵敏传感方面显示出巨大的应用潜力。然而, 传统的太赫兹超材料优化方法主要依赖于研究者的经验, 如何快速优化并实现多频段的高灵敏度仍然具有挑战性。针对以上问题, 本工作采用遗传算法, 设计并优化了一种具有类EIT效应的超材料传感器, 通过三维电磁场仿真计算与遗传算法的结合实现参数的自动优化。结果表明, 使用遗传算法优化结构参数可以减少大量重复的人工操作, 提高了设计效率。设计的传感器在0.3~1.5 THz频率范围内产生了三个类EIT透明窗口, 通过衬底刻蚀的方法增强了电场与待测分析物的耦合, 显著提高了传感器的灵敏度。此外, 为验证所设计的EIT超材料作为生物传感器的潜力, 还对农药分析物进行了模拟传感。结果表明该传感器能够通过共振频移辨别不同折射率的物质, 并且具有多点特征匹配的优势, 在传感检测领域具有广阔的发展前景。

来源：2025年第3期

《量子电子学报》期刊编辑部

查看量子电子学报杂志2025年第3期