硅基狭缝波导非对称耦合光学传感器的性能优化与应用

本文主要探讨了"论文研究-基于硅基狭缝波导非对称耦合结构的光学传感器"这一主题。该研究由张佳莉、袁世兴、施雷和张新亮四位作者合作完成，他们受高等教育博士学科点专项科研基金（编号20120142120067）的支持，在华中科技大学武汉光电国家实验室进行。硅基狭缝波导作为一种新型的光学传感器材料，因其独特的性质如抗电磁干扰、多通道检测、小型化、高灵敏度和快速响应而在生物化学领域，尤其是临床检测、医疗诊断、环境监测和食品安全监测中展现出巨大的应用潜力。 文章的核心内容围绕一种结合了硅波导和狭缝波导的非对称耦合结构设计。通过运用时域有限差分算法进行数值模拟，研究者揭示了这种耦合结构如何影响光的传输特性，发现其透射谱呈现出单凹陷窄带的特征。这意味着传感器对特定波长的光线具有高度选择性，这对于提高测量精度至关重要。 研究者深入分析了结构参数，如波导宽度、耦合间隙等因素对传感器性能的影响。结果显示，优化后的结构能够实现6纳米的透射谱带宽，这意味着在特定的光谱范围内，传感器对光强变化的敏感度极高，达到每折射率单位（RIU）445纳米的灵敏度。这在光谱分析或生物分子检测等应用场景中具有显著优势。 整个研究以硅基狭缝波导技术为基础，探讨了非对称耦合结构的独特优势，为光学传感器的设计和优化提供了新的思路。同时，该工作也为相关领域的科研人员提供了实用的仿真工具和性能参考指标。这篇文章不仅深化了对硅基光学传感器的理解，还为实际应用提供了重要的理论和技术支持。