基于聚合物的級聯(lián)雙環(huán)諧振腔波導(dǎo)傳感器的研究.pdf

1、作為信息產(chǎn)業(yè)三大支柱之一的傳感技術(shù)，隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展與普及越來越深入滲透到我們的生活中，對我們的生活產(chǎn)生著至關(guān)重要的影響。然而，許多傳統(tǒng)意義上的傳感器已經(jīng)不能滿足人們各種各樣新的需求。因此提高傳感器靈敏度，研究新的傳感技術(shù)，研制出高靈敏度，易于集成，攜帶方便的傳感器件越來越迫在眉睫。
　　基于環(huán)形結(jié)構(gòu)的諧振型波導(dǎo)生化傳感器由于使用了諧振腔結(jié)構(gòu)，有效增大了傳感器的作用長度，大大提升了探測靈敏度；諧振腔結(jié)構(gòu)由于有效作用長度較長，要

2、達到其他類傳感器達到同樣的探測靈敏度所需的器件尺寸更小，更利于器件的封裝集成，還能節(jié)約材料，減少制作成本。因此，環(huán)形諧振腔結(jié)構(gòu)的生化傳感器因其獨特結(jié)構(gòu)與優(yōu)點使得開展相關(guān)工作，制造出更優(yōu)良，性能更好，更低成本的生化傳感器就非常有意義。鑒于此，本文主要研究了一種新型的基于級聯(lián)雙環(huán)諧振腔結(jié)構(gòu)的聚合物硅基波導(dǎo)傳感器，與目前研究較多的單環(huán)結(jié)構(gòu)相比，輸出光譜的諧振波長移動因其利用了游標(biāo)卡尺的原理而得到放大，使得器件靈敏度大大提高。論文以葡萄糖溶液濃

3、度的檢測為例，對傳感器件的傳感特性進行了測試分析。本文主要完成的工作如下：
　　（1）根據(jù)折射率參數(shù)及能夠?qū)崿F(xiàn)的工藝水平選定聚合物苯并環(huán)丁烯（BCB）作為波導(dǎo)材料。針對BCB的特性參數(shù)，用有效折射率分析法對單、雙模波導(dǎo)尺寸進行了設(shè)計分析，同時對傳感器件能正常工作的溶液折射率范圍進行了分析研究。
　?。?）介紹了波導(dǎo)環(huán)形諧振腔的基本結(jié)構(gòu)，并用傳輸矩陣法對諧振腔的輸出進行了分析，得到了其輸入輸出的關(guān)系；分析了級聯(lián)雙環(huán)諧振腔的輸出