基于BP神经网络的SPPs干涉型传感方法

来源：上海理工大学学报杂志2026年第2期北京时间：

作者：郝秋月，彭润玲，刘家辰，胡海峰

单位：上海理工大学 光电信息与计算机工程学院，上海200093,上海理工大学 光电信息与计算机工程学院，上海200093,上海理工大学 光电信息与计算机工程学院，上海200093,上海理工大学 光电信息与计算机工程学院，上海200093

摘要：设计了一种由金属狭缝-凹槽构成的表面等离子激元（SPPs）干涉仪阵列结构。在单色光照射下，周期性凹槽激发的SPPs与纳米狭缝处的直接透射光发生干涉，参与干涉的两路光的相位差将导致透射光强发生变化。采用7个具有不同狭缝-凹槽距离的干涉仪结构，通过综合分析各个透射能量的变化，检测环境介质折射率。样品加工采用聚焦离子束刻蚀技术在金属膜上制备了狭缝-凹槽结构，并封装成微流控芯片，完成不同折射率溶液环境下透射光能量分布的采集。通过反向传播（BP）神经网络模型的训练和测试，传感方案在折射率误差±1×10-3范围内的识别准确率可达到96.2%，展现了出色的泛化能力和鲁棒性。

关键词：表面等离子激元;聚焦离子束刻蚀技术;BP神经网络;折射率传感

基金资助：国家自然科学基金资助项目（62075132）；上海市自然科学基金资助项目（22ZR1443100）