光學(xué)環(huán)腔傳感特性的數(shù)值研究.pdf

1、光學(xué)環(huán)腔傳感器因其響應(yīng)速度快、靈敏度高而廣泛應(yīng)用于生物和化學(xué)檢測中,它可以對蛋白質(zhì)、病毒、有毒氣體、TNT分子等進(jìn)行檢測。光學(xué)環(huán)腔具高Q值特點(diǎn),能夠讓光與物質(zhì)的相互作用明顯增強(qiáng),提高器件的靈敏度。因此,基于光學(xué)環(huán)腔的傳感器有著很高的靈敏度,非常有利于制作成高靈敏度和低探測極限的傳感器件。本文主要針對光學(xué)環(huán)腔的傳感特性,開展了光學(xué)環(huán)腔傳感器Q值、靈敏度提高和探測極限降低的相關(guān)研究。本文完成的主要工作有以下幾點(diǎn):
　　(1)采用有效折

2、射率法,對波導(dǎo)的模式進(jìn)行了詳細(xì)地分析,計算出直波導(dǎo)中的單模傳輸條件。并利用光耦合模理論,進(jìn)一步確定研究了硅基跑道型光學(xué)環(huán)腔中波導(dǎo)的間距與耦合系數(shù)的關(guān)系,討論了工作在1.55μm波長下的跑道型光學(xué)環(huán)腔的結(jié)構(gòu)參數(shù)對Q值的影響。數(shù)值仿真結(jié)果表明,在波導(dǎo)損耗為0.2dB/cm下Q值可達(dá)105。
　　(2)對非對稱光學(xué)環(huán)腔傳感器的靈敏度進(jìn)行了理論分析,采用光強(qiáng)隨有效折射率變化的方法,得到影響靈敏度的主要因素有:傳輸系數(shù)ζ、自耦合系數(shù)t,確立