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基于硅基槽型微環諧振器的集成生物傳感器

譚志榮; 洪憶霄; 過海峰; 葛華; 洪建勛 武漢理工大學航運學院; 湖北武漢430063; 湖北工業大學電氣與電子工程學院; 湖北武漢430068; 武漢理工大學信息工程學院; 湖北武漢430070
  • 生物傳感
  • 硅基槽型波導
  • 微環諧振器
  • 靈敏度
  • 檢測極限

摘要:本文對一種基于槽型微環諧振器的生物傳感器進行了研究,通過微環諧振器與槽型波導的結合,增強光與傳感媒質的相互作用,減小傳輸損耗的制約影響。采用時域有限差分法(FDTD)研究了波導有效折射率隨傳感物質材料折射率的變化,結果顯示它們呈線性關系,這為折射率的有效傳感提供了可能。采用電子束光刻和等離子體刻蝕技術在SOI基片上制備了樣品,SOI基片的頂層硅和埋入氧化層的厚度分別為220 nm和2μm,微環諧振器的微環半徑為30μm。采用波導光柵耦合器來實現光的輸入和輸出,頻譜測量顯示槽型微環諧振器的品質因數達到了2 940,通過測量傳感器表面覆蓋不同濃度的氯化鈉溶液時光譜謝振峰的變化,得到傳感器的靈敏度和檢測極限分別為980.24 nm/RIU和5.4×10^-4 RIU。

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