基于在绝缘体上的非对称循环终结的马赫-泽恩德干扰仪的高灵敏度设计

科学领域:

• 光子学和光学工程 光子学和光学工程
• 纳米技术纳米技术
• 化学传感器 化学传感器

背景情况:

• 马赫-泽恩德干扰仪 (MZIs) 对于光学传感至关重要.
• 紧且高度灵敏的折射率 (RI) 传感器对微型设备有需求.
• 在绝缘体 (SOI) 平台为集成光学提供了优势.

研究的目的:

• 提出和设计一种新的非对称循环终结的马赫-泽恩德干扰仪 (a-LT-MZI),用于增强RI传感.
• 为了研究亚波长 (SWG) 波导对传感器性能的影响.
• 为了实现一个紧且高度灵敏的光学传感器.

主要方法:

• 在SOI平台上设计和模拟a-LT-MZI.
• 整合了萨格纳克循环来减少干扰仪的有效长度.
• 在不对称感应臂中集成一个亚波长 (SWG) 波导.
• 对光物质相互作用和干扰边缘移动的分析.

主要成果:

• a-LT-MZI设计实现了261nm/RIU的灵敏度,并具有24.35μm的斑块长度差异 (∆L).
• 加入SWG波导提高了对510nm/RIU的灵敏度.
• 萨格纳克循环集成导致了更紧的设备设计.

结论:

• 拟议的a-LT-MZI与SWG波导显示了RI传感性能的显著改善.
• 紧的设计适合集成到微型光学传感系统中.
• 这种新的配置为先进的光学传感应用提供了一个有前途的平台.