【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及光學(xué)生物傳感器，具體涉及一種基于串聯(lián)雙微環(huán)諧振腔的光學(xué)生物傳感器。
技術(shù)介紹
1、當前，光學(xué)生物傳感器憑借其清潔無污染、出色的抗電磁干擾能力、無需標簽標記以及快速的檢測速度等顯著優(yōu)勢，在生物傳感器領(lǐng)域中嶄露頭角。通過選擇具有特定識別功能的生物受體分子（如酶、抗體、dna等），這些傳感器能夠與目標分子實現(xiàn)特異性識別與結(jié)合，進而觸發(fā)生物反應(yīng)并導(dǎo)致光學(xué)信號的變化。這些變化，包括熒光強度、吸收光譜和透射光譜的變動，為研究人員提供了目標分子的存在以及性質(zhì)的重要信息。基于soi（絕緣體上硅）技術(shù)制作的微環(huán)諧振腔，因其高折射率差的特性，使得其具備更小的尺寸，并且與其他類似的光波導(dǎo)器件結(jié)合使用時，能夠?qū)崿F(xiàn)高度的集成化。特別是在tm（橫磁）模式下，微環(huán)諧振腔的諧振波長對上包層折射率的變化非常敏感。這一特性使得光學(xué)生物傳感器在生物分子檢測中能夠展現(xiàn)出更高的靈敏度和準確性。
2、基于soi技術(shù)的光波導(dǎo)傳感器，包括微環(huán)諧振腔，在實際應(yīng)用中常面臨環(huán)境溫度變化帶來的挑戰(zhàn)。這是因為硅波導(dǎo)芯層具有較大的正熱光系數(shù)，即其折射率隨溫度的升高而顯著變化，這在一定程度上限制了微環(huán)生物傳感器在復(fù)雜環(huán)境中的應(yīng)用。為了確保傳感器的準確性和穩(wěn)定性，通常需要引入額外的控溫設(shè)備和設(shè)計更為復(fù)雜的波導(dǎo)結(jié)構(gòu)來應(yīng)對溫度波動。
3、然而，通過引入游標效應(yīng)的設(shè)計概念，我們?yōu)檫@類傳感器提供了一種新的解決方案。游標效應(yīng)不僅能夠有效地屏蔽外界溫度對傳感器性能的影響，還能夠在一定程度上提升傳感器的靈敏度。通過巧妙地設(shè)計不同尺寸或特性的諧振腔結(jié)構(gòu)，并使其工作在游標
4、鑒于以上存在的技術(shù)問題，提出一個改善的技術(shù)方案。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、為了實現(xiàn)本專利技術(shù)的目的，本專利技術(shù)所采用的技術(shù)方案為：一種基于串聯(lián)雙微環(huán)諧振腔的光學(xué)生物傳感器，通過輸入光源提供輸入光，包括：
2、串聯(lián)雙微環(huán)諧振腔，串聯(lián)雙微環(huán)諧振腔通過輸入光柵耦合器連接輸入光源，串聯(lián)雙微環(huán)諧振腔通過輸出光柵耦合器連接有探測器；
3、串聯(lián)雙微環(huán)諧振腔設(shè)有去除其上包層用作傳感窗口的第一微環(huán)諧振腔以及第二微環(huán)諧振腔。
4、優(yōu)選的，所述串聯(lián)雙微環(huán)諧振腔包括：光輸入直波導(dǎo)以及光輸出直波導(dǎo)，所述光輸入直波導(dǎo)與與輸入光柵耦合器連接，所述光輸出直波導(dǎo)與輸出光柵耦合器連接。
5、優(yōu)選的，輸入光源采用可調(diào)諧激光器或?qū)拵Ч庠础?/p>
6、優(yōu)選的，第一微環(huán)諧振腔的周長為l1，溫度波導(dǎo)靈敏度為st1,第二微環(huán)諧振腔的周長為l2，溫度波導(dǎo)靈敏度為st2;
7、第一微環(huán)諧振腔與第二微環(huán)諧振腔的結(jié)構(gòu)參數(shù)滿足st1×l1=st2×l2。
8、優(yōu)選的，串聯(lián)雙微環(huán)諧振腔對于傳感窗口所填充的上包層折射率變化的靈敏度為：
9、其中，λ表示中心波長，為1550?nm，sw1和sw2分別是體折射率傳感的波導(dǎo)靈敏度，g1和g2表示兩微環(huán)不同波導(dǎo)的群折射率。
10、優(yōu)選的，通過在兩個微環(huán)諧振腔的波導(dǎo)表面進行表面功能化處理。
11、優(yōu)選的，光波導(dǎo)的傳輸模式采用tm偏振模式。
12、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)的有益效果是：
13、通過引入具有不同波導(dǎo)寬度和半徑的串聯(lián)雙微環(huán)諧振腔設(shè)計，提升了體折射率傳感的靈敏度。并且通過特定設(shè)計的結(jié)構(gòu)參數(shù)，本專利技術(shù)確保了傳感過程中串聯(lián)雙微環(huán)諧振腔的透射譜峰位置不會因溫度變化而發(fā)生顯著偏移，從而極大地提升了傳感器的實際性能和穩(wěn)定性。
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1.一種基于串聯(lián)雙微環(huán)諧振腔的光學(xué)生物傳感器，通過輸入光源提供輸入光，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于串聯(lián)雙微環(huán)諧振腔的光學(xué)生物傳感器，其特征在于，所述串聯(lián)雙微環(huán)諧振腔包括：光輸入直波導(dǎo)以及光輸出直波導(dǎo)，所述光輸入直波導(dǎo)與與輸入光柵耦合器連接，所述光輸出直波導(dǎo)與輸出光柵耦合器連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于串聯(lián)雙微環(huán)諧振腔的光學(xué)生物傳感器，其特征在于，輸入光源采用可調(diào)諧激光器或?qū)拵Ч庠础?/p>
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于串聯(lián)雙微環(huán)諧振腔的光學(xué)生物傳感器，其特征在于，所述第一微環(huán)諧振腔的周長為L1，溫度波導(dǎo)靈敏度為St1,第二微環(huán)諧振腔的周長為L2，溫度波導(dǎo)靈敏度為St2;
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于串聯(lián)雙微環(huán)諧振腔的光學(xué)生物傳感器，其特征在于，串聯(lián)雙微環(huán)諧振腔對于傳感窗口所填充的上包層折射率變化的靈敏度為：
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于串聯(lián)雙微環(huán)諧振腔的光學(xué)生物傳感器，其特征在于，通過在兩個微環(huán)諧振腔的波導(dǎo)表面進行表面功能化處理。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于串聯(lián)雙微環(huán)諧振腔的光學(xué)生物傳感器
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于串聯(lián)雙微環(huán)諧振腔的光學(xué)生物傳感器，通過輸入光源提供輸入光，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于串聯(lián)雙微環(huán)諧振腔的光學(xué)生物傳感器，其特征在于，所述串聯(lián)雙微環(huán)諧振腔包括：光輸入直波導(dǎo)以及光輸出直波導(dǎo)，所述光輸入直波導(dǎo)與與輸入光柵耦合器連接，所述光輸出直波導(dǎo)與輸出光柵耦合器連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于串聯(lián)雙微環(huán)諧振腔的光學(xué)生物傳感器，其特征在于，輸入光源采用可調(diào)諧激光器或?qū)拵Ч庠础?/p>
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于串聯(lián)雙微環(huán)諧振腔的光學(xué)生物傳感器，其特征在于，...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：邵晶麗，曹麗敏，
申請(專利權(quán))人：蘇州集微光電有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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