[發明專利]一種基于多小孔缺陷直接耦合微腔的高性能光子晶體傳感器結構

在審

• 申請號: 201611147241.4
• 申請日: 2016-12-13
• 公開（公告）號: CN106772794A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 田慧平;王春紅;丁兆祥;付中原;孫富君
• 申請（專利權）人: 北京郵電大學
• 主分類號: G02B6/122
• 分類號: G02B6/122
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于多小孔缺陷直接耦合微腔的高性能光子晶體傳感器結構的實現方法，其特征在于：該光子晶體傳感器是基于空氣孔三角晶格二維光子晶體結構，即空氣孔硅介質背景結構，其中硅的折射率為3.48；在光子晶體中引入一個多小孔結構的缺陷微腔并與W1波導直接耦合構成光子晶體傳感器。

2.根據權利1所述的實現方法，其特征在于光子晶體微腔的具體設計方法，即：將光子晶體中間一行兩側的空氣孔移除只剩中間的七個，兩側形成W1波導，在最中心的空氣孔與其周圍六個空氣孔構成的六個等邊三角形中心的位置分別放置一個小空氣孔，其半徑遠小于晶格常數，最后將最中心的空氣孔移除，形成多小孔缺陷腔。

3.根據權利要求1所述的一種光子晶體傳感器，其特征在于：所述光子晶體結構包含的空氣柱陣列大小為11×23，結構尺寸僅為5μm×10.5μm，該傳感器結構尺寸小，利于集成。

4.根據權利要求1所述的一種光子晶體傳感器，其特征在于：改變六個小孔的半徑，可調節多小孔缺陷腔的品質因數Q。

5.根據權利要求1所述的一種光子晶體傳感器，其特征在于：改變中間兩側的第二個空氣孔向左右兩邊移動距離L，可調節多小孔缺陷腔的品質因數Q。

6.如權利要求1所述的一種光子晶體傳感器的傳感方法，其特征在于：通過在缺陷腔中引入多個小孔，增加缺陷腔區域的表面積，進而增加缺陷腔的品質因數Q和靈敏度S，達到增加傳感器性能FOM的目的。

7.根據權利要求6所述的一種光子晶體傳感器的傳感方法，其特征在于：采用所述的光子晶體傳感器進行傳感時，傳感器多小孔缺陷腔的品質因數Q最高可達71881，靈敏度可達236nm/RIU，性能參數FOM高達11238。