高灵敏硅光子传感芯片：微光谱仪集成与性能分析

"集成微光谱仪的高灵敏硅光子传感芯片设计及特性分析" 文章深入探讨了基于氢化非晶硅光子工艺技术的集成微光谱仪的设计与特性，特别关注了在硅光子芯片上集成的圆孔缺陷的刻蚀衍射光栅(EDG)微光谱仪对于折射率传感器性能的影响。这种传感器利用光的共振散射效应来提高灵敏度，通过边界积分算法对不同参数进行精确分析。 文章指出，传感器的探测灵敏度与工艺容差性均受到圆孔缺陷尺寸的影响。较大的圆孔缺陷可以提供更高的灵敏度，但可能降低工艺容差性，这意味着在实际应用中需要找到一个平衡点，兼顾两者的需求。此外，研究发现圆孔缺陷的位置对探测灵敏度的影响较小，但将缺陷靠近输入光波导末端可以增强可探测性。在缺陷形状方面，轻微的非正圆度对传感灵敏度的改变是可以接受的，这为制造过程中的微小偏差提供了一定的容忍度。 集成光学是这一领域的核心技术，它允许在单个芯片上实现复杂的光路结构，从而减小体积、提高效率和可靠性。平面波导作为传感器的关键组成部分，其光学折射率传感功能在微光谱仪中起到关键作用。硅纳米光子技术则为实现高精度和小型化的光子器件提供了可能。 该研究对于理解并优化集成微光谱仪的性能具有重要意义，特别是在生物医学检测、环境监测和化学分析等领域，这种高灵敏的传感器能够实现对微小变化的精确检测，从而推动相关技术的进步。通过这些深入的理论分析和实验验证，我们可以预见未来在光电子集成系统中，类似的设计可能会被广泛应用，以满足对更高灵敏度和更小尺寸传感器的需求。