具有内参考热补偿功能的三层膜结构微球腔折射率传感器

摘要：

光学微腔在高灵敏度传感中有着重要的应用前景,而在传感中热漂移是制约其走向实用的重要因素.本文提出了一种镀有三层膜结构的微球腔,可以在实现高灵敏度折射率传感的同时,具备内参考热补偿功能.该结构由内到外分别涂覆折射率为高、低、高的薄膜,内外两高折射率层可以分别支持各自的回音壁模式,称之为内层模式和外层模式.研究了波导耦合的内外模式在折射率传感和温度传感应用的表现.结果表明,中间膜层厚度tB为550 nm时,内外模式的折射率灵敏度分别为0.0168和102.56 nm/RIU,温度灵敏度分别为-19.57和-28.98 pm/K.通过监测内外模式谐振波长的差值进行传感,对中间膜层厚度进行优化,tB=400 nm时,折射率灵敏度为75.219 nm/RIU,探测极限可以达到2.2×104RIU,热漂移被减小到3.17 pm/K,极大地减小了热漂移对系统的影响.本研究可为微球腔折射率传感器的设计和改进提供指导.

关键词：光学微腔、镀膜结构、回音壁模式、折射率传感

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资助基金：国家自然科学基金批准号,61775209,41871229,61275011

在线出版日期：2020-06-10（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：242-249