研究化脊波导的模态特征,用于增强的折射率传感

科学领域:

• 光子学和光学工程的工程.
• 材料科学 材料科学 材料科学
• 纳米技术 纳米技术

背景情况:

• 化 (Si$_{3}$N$_{4}$) 波导对于集成光子学至关重要,因为它们的损失低和CMOS兼容性.
• 了解有效折射率 (n$_{eff}$), evanescent field ratio (EFR) 和传播损失 (α$_{prop}$) 等模态特征对于优化波导性能至关重要.
• 波长依赖的灵敏度是提高光学传感器性能的一个关键因素.

研究的目的:

• 为了研究化 (Si$_{3}$$N$_{4}$) 脊波导的波长依赖的灵敏度.
• 为了分析Si$_{3}$N$_{4}$波导的模态特征.
• 实验证明不同波长的赛道环共振器 (RTRR) 的灵敏度增强.

主要方法:

• 对于Si$_{3}$N$_{4}$山脊波导的模态特征 (n$_{eff}$,EFR,α$_{prop}$) 的数值分析.
• Si$_{3}$N$_{4}$赛道环共振器 (RTRR) 的实验制造和表征.
• 在波长范围从1520 nm到1600 nm的范围内测量RTRR灵敏度.

主要成果:

• 对模态性质的详细分析提供了对波导体内的光物质相互作用的洞察.
• 实验结果显示,RTRR灵敏度从116.3nm/RIU显著增加到143.3nm/RIU.
• 随着波长从1520nm转移到1600nm,可以观察到灵敏度的增强.

结论:

• 这项研究证实了基于波导的Si$_{3}$N$_{4}$峰RTRR传感器的波长依赖的灵敏度.
• 在更长的波长 (1520-1600 nm) 上增强的灵敏度突显了这个平台在高性能传感方面的潜力.
• 这些发现为设计使用化 (Si$_{3}$N$_{4}$) 技术的先进光学传感器提供了宝贵的指导.