新型微环谐振器及其传感特性研究

新型微环谐振器及其传感特性研究

新型微环谐振器及其传感特性研究

近年来，微纳技术的快速发展带来了许多新型器件和材料的涌现，其中微环谐振器作为一种高灵敏度、高选择性的传感器，在光电子学、生物医学和环境监测等领域中得到了广泛的应用。本文将介绍一种新型微环谐振器的结构设计和传感特性研究。

首先，我们简要介绍一下微环谐振器的基本原理。微环谐振器是一种由环形光波导构成的谐振腔结构，通过调节环形光波导的尺寸和折射率来实现不同波长的谐振模式。当外界环境发生变化时，微环谐振器的谐振波长会发生改变，从而可以通过检测谐振波长的变化来实现对环境参数的敏感检测。

在传感方面，新型微环谐振器具有几个特点。首先，采用高折射率材料制作的微环谐振器具有更高的光波导参量，可以实现更小的尺寸和更大的灵敏度。其次，由于谐振模式是通过环形光波导的尺寸和折射率来调节的，因此可以实现多种不同波长的传感模式，并且可以通过控制传感模式的距离来实现多参数传感。此外，由于微环谐振器的谐振波长与外界环境的折射率有关，可以通过改变环境折射率来实现对不同物质的检测。

为了研究新型微环谐振器的传感特性，我们设计并制备了一种基于硅光子学的微环谐振器。该微环谐振器的尺寸为

50μm × 50μm，采用硅基材料，工作波长为1550nm。通过

光刻和热氧化等工艺步骤，成功制备了微环谐振器的样品。

接下来，我们对微环谐振器的传感特性进行测试。首先，通过将样品置于不同折射率溶液中，我们测量了谐振波长随溶液折射率的变化。实验结果表明，谐振波长随溶液折射率呈现

线性关系，且灵敏度约为100 nm/RIU (Refractive Index Unit)。这表明新型微环谐振器具有较高的灵敏度和选择性。

接着，我们进行了多参数传感实验。通过引入两个微环谐振器，分别浸泡在不同折射率溶液中，我们测量了两个谐振波长随溶液折射率的变化。实验结果表明，两个微环谐振器的谐振波长变化具有较好的线性关系，可以实现多参数传感。此外，我们还研究了微环谐振器的温度传感性能，并发现其对温度的响应很小，表现出较好的稳定性。

综上所述，新型微环谐振器具有高灵敏度、高选择性和多参数传感等特点，可应用于光电子学、生物医学和环境监测等领域。未来的研究方向可以进一步探索新的材料和结构设计，提高微环谐振器的灵敏度和稳定性，以满足更广泛的应用需求

综合以上实验结果，我们成功制备了尺寸为50μm ×

50μm的硅基微环谐振器样品，并对其传感特性进行了测试。

实验结果表明，该微环谐振器具有高灵敏度和选择性，谐振波长随溶液折射率呈线性关系，灵敏度约为100 nm/RIU。此外，通过引入多个微环谐振器和研究温度传感性能，我们发现该微环谐振器可实现多参数传感，并具有良好的稳定性。因此，新型微环谐振器具有潜在的应用价值，可应用于光电子学、生物医学和环境监测等领域。未来的研究方向应致力于探索新材料和结构设计，以进一步提高微环谐振器的灵敏度和稳定性，满足更广泛的应用需求