基于Fano设计的高Q紧嵌环共振器的光子装置,用于先进的多分析物生物传感应用
Pragya Mishra1, Tushar Gaur2, Talabattula Srinivas3
1Department of Electrical Communication Engineering, Indian Institute of Science, Bangalore, 560012, Karnataka, India. pragyamishra@iisc.ac.in.
Scientific reports
|November 25, 2025
概括
这项研究介绍了一种Fano设计的紧型嵌套环共振器 (NRR),用于增强生物传感. 新的NRR设计实现了高灵敏度和同时多分析体检测,优于用于芯片实验室的传统共振器.
科学领域:
- 光子学是指光子学的使用方法.
- 纳米技术 纳米技术
- 生物医学工程 生物医学工程
背景情况:
- 传统的共振器对先进的生物传感器缺乏灵敏度.
- 现有的设计往往是复杂的或大规模的,阻碍了整合.
研究的目的:
- 开发一个紧的,CMOS兼容的Fano工程嵌套环共振器 (NRR),用于优越的生物传感.
- 为了实现高灵敏度和多分析器检测能力.
主要方法:
- 在嵌套环共振器 (NRR) 设计中利用了Fano工程原理.
- 通过最小的结构修改实现了高对比度,高Q的法诺共振.
- 分析了设备性能,包括灭绝比,光谱对比度,Q因子,灵敏度和FOM.
主要成果:
- 该NRR设计支持三种不同的法诺共振与尖的光谱不对称.
- 实现了灭绝比>50dB,光谱对比率为99.95%,Q因子为7192.
- 已证明的最大灵敏度为583.3nm/RIU,FOM为1587 RIU-1,性能优于传统的共振器.
- 启用了对1.33-1.50 RIU的折射率的同时多分析仪检测.
结论:
- 风扇工程NRR为下一代光子生物传感提供了一个实用,可扩展和可集成的平台.
- 该设备的调整性和高性能为先进的芯片实验室系统铺平了道路.
- 最小的结构修改导致生物传感器件的显著性能提升.
