[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

技術領域

本發明涉及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。

背景技術

近年來，基于光子晶體器件如光子晶體波導(文獻1：A.Goyal and S.Pal,“Design and simulation of high sensitive photonic crystal waveguide sensor,”Optik,vol.126,pp.240–243,Jan.2015)、光子晶體微腔(文獻2：P.Zhang,H.Tian,D.Yang,Q.Liu,J.Zhou,L.Huang,Y.Ji,“Radius vertical graded nanoscale interlaced-coupled photonic crystal sensors array,”Opt.Commun.,vol.355,pp.331–336,May.2015)和光子晶體環形諧振腔(文獻3：P.Sharma and P.Sharan,“Design of photonic crystal based ring resonator for detection of different blood constituents,”Opt.Commun.,vol.348,pp.19–23,Aug.2015)等的傳感器被廣泛應用在生物傳感(文獻4：D.Wang,Y.Liu,L.Yuan,J.Lei,X.Li,G.Wu,S.Hou,“An efficient optical biochemical sensor based on a polyatomic photonic crystal ring resonator,”Opt.Commun.,vol.372,pp.160–165,Apr.2016)、壓力傳感(文獻5：S.Olyaee and A.Dehghani,“Nano-pressure sensor using high quality photonic crystal cavity resonator,”in CSNDSP,2012,paper 2,p.1–4)、和溫度傳感(文獻6：S.Robinson and R.Nakkeeran,“PC Based Optical Salinity Sensor for Different Temperatures,”Photonic Sens.,vol.2,pp.187–192,Feb.2012)等領域。由于尺寸小、品質因數Q值高等優點，許多直接耦合光子晶體微腔傳感器(文獻7：Y.Liu and H.Salemink,“All-optical on-chip sensor for high refractive index sensing in photonic crystals,”EPL,vol.107,pp.34008,Aug.2014；文獻8：X.Qian,Y.Zhao,Y.Zhang,Q.Wang,“Theoretical research of gas sensing method based on photonic crystal cavity and fiber loop ring-down technique,”Sens.Actuators B,vol.228,pp.665–672,Jan.2016；文獻9：J.Zhou,H.Tian,D.Yang,Q.Liu,and Y.Ji,“Integration of high transmittance photonic crystal H2nanocavity and broadband W1waveguide for biosensing applications based on Silicon-on-Insulator substrate,”Opt.Commun.,vol.330,pp.175–183,May.2014)被先后提出。這些直接耦合傳感器有的具有高的靈敏度S，有的具有高的品質因數Q，但是因為不能同時具有高靈敏度S和高的品質因數Q，導致傳感器的整體性能FOM＝Q×S/λ_res比較低，只有幾百。為了提高光子晶體直接耦合微腔傳感器的整體性能，提出了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。

發明內容

(一)要解決的技術問題

為了克服現有技術的不足，本發明提出了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。

(二)技術方案