基于微環(huán)諧振腔的免標(biāo)記生物傳感器.pdf

1、以硅為主要材料（包括二氧化硅、氮化硅等）的微環(huán)諧振腔是一類非常重要的光學(xué)器件。微環(huán)諧振腔具有較高的品質(zhì)因數(shù)，由此能夠獲得較高的靈敏度和較低的探測極限。同時(shí)，微環(huán)諧振腔的制作工藝與當(dāng)前的微電子工藝完全兼容，使其可以實(shí)現(xiàn)大批量生產(chǎn)，降低成本。此外，它還具有尺寸小、易于集成等優(yōu)點(diǎn)。本文就是利用微環(huán)諧振腔的上述優(yōu)點(diǎn)，將其用于生物傳感，初步實(shí)現(xiàn)免標(biāo)記生物檢測。
　　 本文在國家自然科學(xué)基金的資助下，對(duì)基于微環(huán)諧振腔的免標(biāo)記生物傳感器進(jìn)行了

2、研究，獲得了以下成果：
　　 在理論上，本文重點(diǎn)對(duì)單直波導(dǎo)微環(huán)諧振腔的工作原理、耦合模型進(jìn)行了研究；給出了自耦合因子和傳輸因子越接近1時(shí)，場增強(qiáng)因子越大的物理解釋；用耦合相位模型解釋了臨界耦合時(shí)，直波導(dǎo)輸出端的光功率為零的現(xiàn)象。
　　 在制作工藝上，對(duì)光刻、刻蝕等微電子工藝進(jìn)行了學(xué)習(xí)與掌握。通過實(shí)驗(yàn)摸索，對(duì)工藝參數(shù)與器件性能之間的關(guān)系有了較好的理解。通過優(yōu)化工藝參數(shù)，制作了具有較小表面粗糙度和較好側(cè)壁垂直度的微環(huán)諧振器。

3、
　　 由于器件尺寸在微納米量級(jí)，使得對(duì)器件性能的測試有別于一般的光學(xué)測試。為此，構(gòu)建了高精度的光學(xué)測試平臺(tái)，并建立了完善的測試流程。在此過程中，解決了紅外CCD聚焦的問題，提出了快速確定器件諧振特性的方法。
　　 通過測試，獲得了器件的特征參數(shù)，其品質(zhì)因數(shù)可達(dá)25000以上。用不同濃度的乙醇溶液進(jìn)行測試，獲得了器件對(duì)溶液折射率的探測靈敏度（108.9336nm/RIU）和探測極限（1.836×10-4RIU）。用不同濃