Использование связанных фотонно-кристаллических резонаторов для повышения чувствительности оптического датчика
Автор: Егоров Александр Валериевич, Казанский Николай Львович, Серафимович Павел Григорьевич
Журнал: Компьютерная оптика @computer-optics
Рубрика: Дифракционная оптика, оптические технологии
Статья в выпуске: 2 т.39, 2015 года.
Бесплатный доступ
Предложен и численно исследован способ двукратного повышения чувствительности оптического резонансного датчика. В качестве иллюстрации предложенного подхода рассчитан датчик на основе одного и двух связанных фотонно-кристаллических резонаторов. Продемонстрировано соответствие между аналитическим и численным подходами к моделированию. Исследованы допуски погрешностей изготовления предложенного устройства на основе связанных фотонно-кристаллических резонаторов. Показаны причины, которые приводят к тому, что погрешности изготовления уменьшают добротность резонансной системы, состоящей из двух резонаторов. Рассмотрены возможности компенсации погрешностей изготовления предложенного устройства.
Интегрированные на кристалле устройства, чувствительность, оптический резонансный датчик, массивы фотонно-кристаллических резонаторов
Короткий адрес: https://sciup.org/14059343
IDR: 14059343
Список литературы Использование связанных фотонно-кристаллических резонаторов для повышения чувствительности оптического датчика
- Quan, Q. Single particle detection in CMOS compatible photonic crystal nanobeam cavities/Q. Quan, D.L. Floyd, I.B. Burgess, P.B. Deotare, I.W. Frank, S.K. Tang, M. Loncar//Optics Express. -2013. -Vol. 21. -P. 32225-32233.
- Vollmer, F. Protein detection by optical shift of a resonant microcavity/F. Vollmer, D. Braun, A. Libchaber, M. Khoshsima, I. Teraoka, S. Arnold//Applied Physics Letters. -2002. -Vol. 80. -P. 4057-4059.
- Robinson, J.T. On-chip gas detection in silicon optical microcavities/J.T. Robinson, L. Chen, M. Lipson//Optics Express. -2008. -Vol. 16. -P. 4296-4301.
- Yang, J. Optical sensors based on active microcavities/J. Yang, L.J. Guo//IEEE Electronics Letters. -2006. -Vol. 12. -P. 143-147.
- Arnold, S. Shift of whispering-gallery modes in microspheres by protein adsorption/S. Arnold, M. Khoshsima, I. Teraoka, S. Holler, F. Vollmer//Optics Letters. -2003. -Vol. 28. -P. 272-274.
- Boyd, R.W. Sensitive disk resonator photonic biosensor/R.W. Boyd, J.E. Heebner//Applied Optics. -2001. -Vol. 40. -P. 5742-5747.
- White, I.M. Liquid-core optical ring-resonator sensors/I.M. White, H. Oveys, X. Fan//Optics Letters. -2006. -Vol. 31. -P. 1319-1321.
- Lee, M.R. Two-dimensional silicon photonic crystal based biosensing platform for protein detection/M.R. Lee, P.M. Fauchet//Optics Express. -2007. -Vol. 15. -P. 4530-4535.
- Akahane, Y. Fine-tuned high-Q photonic-crystal nanocavity/Y. Akahane, T. Asano, B.-S. Song, S. Noda//Optics Express. -2005. -Vol. 13(4). -P. 1202-1214.
- Velha, P. Ultra-high-reflectivity photonic-bandgap mirrors in a ridge SOI waveguide/P. Velha, J.C. Rodier, P. Lalanne, J.P. Hugonin, D. Peyrade, E. Picard, T. Charvolin, and E. Hadji//New Journal of Physics (IOP). -2006. -Vol. 8(204). -P. 1-13.
- Haus, H.A. Waves and Fields in Optoelectronics/H.A. Haus. -Englewood Cliffs, N.J.: Prentice-Hall, 1984.
- Taflove, A. Computational Electrodynamics: The Finite-Difference Time-Domain Method/A. Taflove, S.C. Hagness. -3rd ed. -Norwood, MA: Artech House, 2005.
