論文の概要: Ultrasensitive refractive index sensor with rotatory biased weak measurement

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2202.09746v2
• Date: Fri, 22 Apr 2022 02:08:57 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-24 10:03:52.539557
• Title: Ultrasensitive refractive index sensor with rotatory biased weak measurement
• Title（参考訳）: 回転バイアス弱測定による高感度屈折率センサ
• Authors: Chongqi Zhou, Yang Xu, Xiaonan Zhang, Zhangyan Li, Tian Guan, Yonghong He, Yanhong Ji
• Abstract要約: 屈折率センサの感度と分解能を著しく向上させるために回転バイアス弱測定法を提案する。 総反射構造に対して, 4 時間 10-7$ RIU の最適屈折率分解能を示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 5.108439671079722
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: A modified weak measurement scheme, rotatory biased weak measurement, is proposed to significantly improve the sensitivity and resolution of the refractive index sensor on a total reflection structure. This method introduces an additional phase in the post-selected procedure and generates an extinction point in the spectrum distribution. The biased post-selection makes smaller coupling strength available, which leads to an enhancement of phase sensitivity and refractive index sensitivity. In rotatory biased weak measurement, we achieve an enhanced refractive index sensitivity of 13605 nm/RIU compared to 1644 nm/RIU in standard weak measurement. The performance of sensors with different sensitivity is analyzed, and we find the optimal refractive index resolution of sensors increases with sensitivity. In this work, we demonstrate an optimal refractive index resolution of $4\times10^{-7}$ RIU on a total reflection structure. The rabbit anti-mouse IgG and mouse IgG binding reaction experiments demonstrate that our system has a high response to the concentration of IgG in a wide range and the limit of detection is 15 ng/mL. The improvements in this work are helpful to the optimizations of other optical sensors with weak measurement.
• Abstract（参考訳）: 全反射構造に対する屈折率センサの感度と分解能を著しく向上するために, 改良された弱測定法である回転バイアス弱測定法を提案する。 この方法は、選択後の手順で追加位相を導入し、スペクトル分布において消滅点を生成する。 バイアス後選択により結合強度が小さくなり、位相感度と屈折率感度が向上する。 回転バイアス弱測定では, 標準弱測定では1644nm/RIUに対して13605nm/RIUの屈折率感度が向上した。 感度の異なるセンサの性能を解析した結果,センサの最適屈折率分解能は感度とともに増加することがわかった。 本研究では,全反射構造上のRIUの最適屈折率分解能を4\times10^{-7}$ RIUで示す。 家兎の抗マウスIgGおよびマウスIgG結合反応実験により,本システムは広範囲のIgG濃度に対して高い応答を示し,検出限界は15ng/mLであった。 この研究の改善は、弱い測定値を持つ他の光学センサの最適化に役立つ。

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