基于微環(huán)諧振腔的免標記生物傳感器.pdf

1、以硅為主要材料（包括二氧化硅、氮化硅等）的微環(huán)諧振腔是一類非常重要的光學器件。微環(huán)諧振腔具有較高的品質因數，由此能夠獲得較高的靈敏度和較低的探測極限。同時，微環(huán)諧振腔的制作工藝與當前的微電子工藝完全兼容，使其可以實現大批量生產，降低成本。此外，它還具有尺寸小、易于集成等優(yōu)點。本文就是利用微環(huán)諧振腔的上述優(yōu)點，將其用于生物傳感，初步實現免標記生物檢測。
　　 本文在國家自然科學基金的資助下，對基于微環(huán)諧振腔的免標記生物傳感器進行了

2、研究，獲得了以下成果：
　　 在理論上，本文重點對單直波導微環(huán)諧振腔的工作原理、耦合模型進行了研究；給出了自耦合因子和傳輸因子越接近1時，場增強因子越大的物理解釋；用耦合相位模型解釋了臨界耦合時，直波導輸出端的光功率為零的現象。
　　 在制作工藝上，對光刻、刻蝕等微電子工藝進行了學習與掌握。通過實驗摸索，對工藝參數與器件性能之間的關系有了較好的理解。通過優(yōu)化工藝參數，制作了具有較小表面粗糙度和較好側壁垂直度的微環(huán)諧振器。

3、
　　 由于器件尺寸在微納米量級，使得對器件性能的測試有別于一般的光學測試。為此，構建了高精度的光學測試平臺，并建立了完善的測試流程。在此過程中，解決了紅外CCD聚焦的問題，提出了快速確定器件諧振特性的方法。
　　 通過測試，獲得了器件的特征參數，其品質因數可達25000以上。用不同濃度的乙醇溶液進行測試，獲得了器件對溶液折射率的探測靈敏度（108.9336nm/RIU）和探測極限（1.836×10-4RIU）。用不同濃