基于聚合物的级联双环谐振腔波导传感器的研究

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2、化者姓名ｍｊ＾指韋教师郑建成教授Ｂ＾Ｆ：？．＾ＷＭ－＇Ｈ＾甘强趣巧晋独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。捂我所知，除了文中特别加Ｗ标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研巧成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料一。与我同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。作者签名：日期：Ｗ占年

3、４月）乃论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可レッ采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。．（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）义ｒ作者签名：导师签名：曰期：《年月；！曰７分类号密级注1UDC学位论文基于聚合物的级联双环谐振腔波导传感器的研究（题名和副

4、题名）彭坤（作者姓名）指导教师郑建成教授电子科技大学成都（姓名、职称、单位名称）申请学位级别硕士专业学位类别工程硕士工程领域名称光学工程提交论文日期2016.4.27论文答辩日期2016.5.13学位授予单位和日期电子科技大学2016年6月答辩委员会主席评阅人注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。RESEARCHONWAVEGUIDESENSOROFCASCADEDTWORINGRESONATORSBASEDONPOLYMERAMasterThesisSubmittedtoUniversit

5、yofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:MasterofEngineeringAuthor:KunPengSupervisor:ProfessorKinSengChiangSchoolofCommunication&InformationSchool:Engineering摘要摘要作为信息产业三大支柱之一的传感技术，随着互联网技术的发展与普及越来越深入渗透到我们的生活中，对我们的生活产生着至关重要的影响。然而，许多传统意义上的传感器已经不能满足

6、人们各种各样新的需求。因此提高传感器灵敏度，研究新的传感技术，研制出高灵敏度，易于集成，携带方便的传感器件越来越迫在眉睫。基于环形结构的谐振型波导生化传感器由于使用了谐振腔结构，有效增大了传感器的作用长度，大大提升了探测灵敏度；谐振腔结构由于有效作用长度较长，要达到其他类传感器达到同样的探测灵敏度所需的器件尺寸更小，更利于器件的封装集成，还能节约材料，减少制作成本。因此，环形谐振腔结构的生化传感器因其独特结构与优点使得开展相关工作，制造出更优良，性能更好，更低成本的生化传感器就非常有意义。鉴于此

7、，本文主要研究了一种新型的基于级联双环谐振腔结构的聚合物硅基波导传感器，与目前研究较多的单环结构相比，输出光谱的谐振波长移动因其利用了游标卡尺的原理而得到放大，使得器件灵敏度大大提高。论文以葡萄糖溶液浓度的检测为例，对传感器件的传感特性进行了测试分析。本文主要完成的工作如下：（1）根据折射率参数及能够实现的工艺水平选定聚合物苯并环丁烯（BCB）作为波导材料。针对BCB的特性参数，用有效折射率分析法对单、双模波导尺寸进行了设计分析，同时对传感器件能正常工作的溶液折射率范围进行了分析研究。（2）介绍

8、了波导环形谐振腔的基本结构，并用传输矩阵法对谐振腔的输出进行了分析，得到了其输入输出的关系；分析了级联双环谐振腔的输出谱以及级联双环相比单环结构提升灵敏度的原理。（3）研究聚合物波导的制作工艺，并制作出波导陡直性良好，表面光滑度较高的基于聚合物的级联双环谐振腔传感器。（4）测试了基于聚合物的级联双环谐振腔的输出谱，分析了其谐振特性，获得的最大波长隔离度为10dB，并以折射率匹配液为例，测试了级联双环谐振腔传感器的传感特性。关键字：聚合物，光波导,级联双环谐振腔,生化传感器,TMIIABSTRAC