在UV写的SiO₂波导中展示低拉曼背景

科学领域:

• 有光学传感器的感应器.
• 频谱学是一种光谱学.
• 材料科学是一种材料科学.

背景情况:

• 拉曼光谱为无机和有机样品提供化学指纹.
• 芯片上的实验室设备集成了微流体和光学传感器,用于微型分析.
• 将拉曼光谱与集成光学 (Raman-on-chip) 结合起来,提供了先进的传感能力.

研究的目的:

• 展示UV写入的SiO2波导作为拉曼芯片应用的低背景替代品.
• 将紫外线写入的SiO2波导与光纤和Si3N4波导的拉曼背景进行比较.
• 评估紫外线写入SiO2波导的潜力,用于单颗粒化学成分测量.

主要方法:

• 制造UV写的SiO2波导,旨在模仿光纤性能.
• 测量不同波导材料 (SiO2,Si3N4) 和光纤的绝对单位的拉曼散射.
• 对拉曼散射灵敏度对波长和波导设计的分析.
• 测试信号噪声比 (SNR) 使用聚烯珠用于单颗粒分析.

主要成果:

• 与Si3N4波导相比,UV写的SiO2波导呈现出明显较低的拉曼背景.
• 紫外线写入的SiO2波导的拉曼背景水平测定为-107.4dB (785nm) 和-106.5dB (660nm).
• 紫外线编写的SiO2波导的性能与光纤相比,只有8.710.3dB的背景高.
• 在分析7微米聚钢珠时,获得了10.4dB的SNR峰值,证明了单颗粒检测能力.

结论:

• 紫外线编写的SiO2波导为拉曼芯片设备提供了一个有前途的低背景平台.
• 这项技术可以对单个生物颗粒进行敏感的化学分析.
• 开发的波导为光纤提供了一个可行的替代方案,用于集成的拉曼传感.