光學微環(huán)生物傳感器的設計與優(yōu)化.pdf

1、微環(huán)諧振腔具有高品質因數、低成本的特點。由于它基于平面波導結構，因而易于同其它光電芯片和微流控芯片集成，并且進行化學表面處理。另外，諧振效應的引入能夠在提高靈敏度的同時大大縮小器件的尺寸，所以基于微環(huán)諧振腔的生物傳感器是一種高靈敏度的，可對微量生物物質進行探測的傳感器。本文在國家自然科學基金的資助下，對微環(huán)生物傳感器的理論模型和性能參數做了系統性的分析研究，完成的主要工作有以下幾點：
　　 (1)基于模式耦合理論和時域有限差分法

2、，深入研究直波導與彎曲波導的耦合性質，并在此基礎上建立微環(huán)諧振腔的理論模型，得到器件的主要參數如自由頻譜區(qū)間FSR和品質因數Q的表達式；
　　 (2)根據微環(huán)傳感器的工作原理，將總靈敏度分為波導靈敏度和器件靈敏度，著重分析器件靈敏度與傳輸因子s、自耦合因子t、以及工作波長λ的關系，并結合上述參數與其他結構參數的關系，提出具體的設計和優(yōu)化方案；
　　 (3)利用高斯函數對原洛倫茲響應譜的近似，得到器件品質因數Q與器件靈敏度