一个基于定向合器辅助赛道共振器 (DCARR) 的超大自由光谱范围的新光子传感器设计
1Department of Electrical Engineering, College of Engineering, King Saud University, P.O. Box 800, Riyadh 11421, Saudi Arabia.
Sensors (Basel, Switzerland)
|June 10, 2023
概括
这项研究引入了一种新的光子集成电路传感器,使用双向合器和赛道共振器. 该设备通过光学维尼尔效应增强折射率传感,实现高光谱灵敏度.
科学领域:
- 光子学和光学工程的工程.
- 集成光学 集成光学 集成光学
- 纳米光子学 纳米光子学
背景情况:
- 折射率传感器对于各种应用,包括化学和生物检测至关重要.
- 光子集成电路 (PIC) 为光学传感提供了一个可扩展的平台.
- 提高折射率传感器的灵敏度是光学传感的一个关键挑战.
研究的目的:
- 报告一种基于折射率的新型传感器,该传感器是在光子集成电路上实现的.
- 通过使用光学维尼尔效应来增强对折射率变化的光学反应.
- 设计一个在标准PIC波长范围内 (1400-1700 nm) 运行的传感器.
主要方法:
- 在PIC上集成双向合器 (DC) 与赛道型共振器 (RR).
- 利用光学维尼尔效应来放大传感器对折射率变化的响应.
- 设计优化以确保自由光谱范围 (FSR) 与1400-1700nm运行窗口兼容.
主要成果:
- 一个双直流辅助RR (DCARR) 装置的演示.
- 获得了246nm的自由光谱范围 (FSR).
- 呈现出 5 × 10^4 nm/RIU (折射率单位) 的高光谱灵敏度 (S).
结论:
- 开发的光子传感器有效地利用光学维尼尔效应来增强折射率传感.
- 该DCARR装置显示了近红外频谱中高灵敏度测量的巨大潜力.
- 这项工作为各种检测应用的集成光子传感器的进步做出了贡献.
