基于CRIT效應環(huán)形微腔設計及仿真研究.pdf

1、隨著微納加工技術的不斷進步，基于環(huán)形諧振腔的光學傳感器得到了迅速發(fā)展。近年來，微環(huán)傳感器應用到生物傳感領域，其高靈敏度和無標記等特點體現(xiàn)出了明顯優(yōu)勢。但微加工技術限制了表面粗糙度的降低，造成了環(huán)形腔品質因子（Quality，Q值）和傳感器分辨率無法繼續(xù)提高，阻礙了微環(huán)傳感器的進一步發(fā)展。
　　本文結合國內外微環(huán)諧振腔的研究現(xiàn)狀，針對微環(huán)諧振腔Q值和分辨率的改善問題，采用理論推導和仿真模擬結合的方法，對基于耦合誘導透明效應（Coup

2、led Resonator Induced Transparency, CRIT）效應的微環(huán)諧振腔傳感器進行深入研究。旨在依據(jù)理論，通過仿真和數(shù)據(jù)處理，設計雙環(huán)結構提高傳感器的性能，確定雙環(huán)傳感器結構的最優(yōu)參數(shù)，并應用其設計基于微環(huán)的生物傳感器。
　　本文介紹了基于回音壁模式（Whispering-gallery modes，WGM）微環(huán)諧振腔的基本理論和性能指標。應用回音壁模式基本理論對單環(huán)結構進行了公式推導和傳輸特性分析，重點

3、分析了單環(huán)結構過耦合、欠耦合和臨界耦合三種諧振狀態(tài)及其產(chǎn)生原理，分析了單環(huán)雙波導結構 Drop（D）端和Through（T）端的輸出光譜。
　　依據(jù)單環(huán)的理論基礎，對串聯(lián)雙環(huán)和并聯(lián)雙環(huán)結構進行了分析研究。介紹了串聯(lián)和并聯(lián)雙環(huán)結構傳感器的基本理論，并推到其輸出譜線的公式。通過Mathematics軟件對影響輸出譜線的各個參數(shù)進行仿真和數(shù)據(jù)分析，分別確定了實現(xiàn)串聯(lián)雙環(huán)諧振分離和并聯(lián)雙環(huán)CRIT效應最優(yōu)結構參數(shù)。
　　根據(jù)仿真確定