氧化硅微纳光波导的性能分析及在传感领域的应用

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1、浙江工业大学硕士学位论文氧化硅微纳光波导的性能分析及在传感领域的应用姓名：赵浙明申请学位级别：硕士专业：光学工程指导教师：隋成华20061101氧化硅微纳光波导的性能分析及在传感领域的应用摘要近几年来，微纳光波导在制备技术上获得了突破，并具有很多特殊性质，包括低损耗、强倏逝波场等。它在传感器、光电子器件、生物检测等多个领域具有潜在的应用前景。微纳技术的发展，将为减小光子器件尺寸、生物学的发展提供支持。本论文的主要内容是研究微纳光波导的传输特性及其在传感领域中的应用。首先，从当前已有的一维微纳结构的光波导出发，介绍了微纳光纤的制备方法，通过火焰加热拉伸法

2、制备了微纳光波导(微纳光纤)。理论分析了其光学特性，重点分析了倏逝波场。在此基础上，进行了微纳光纤的传输特性实验，分析了直径102～103nlTl的氧化硅微纳光纤在其直径与外部介质(折射率)变化时的传输损耗。其次探讨了微纳光纤作为马赫一泽德干涉仪敏感臂的可行性，并介绍了干涉条纹的处理方法一相位分析法。最后，根据氧化硅微纳光波导(微纳光纤)具有低损耗、小尺寸、强倏逝波场等特点，本论文还对微纳光波导在高灵敏传感器、生物传感器、微光子器件等领域中的应用前景进行了讨论。关键词：火焰加热拉伸法，氧化硅微纳光波导(微纳光纤)，倏逝波，传感STUrDYONTHEPR

3、oPERTIESOFSILICANANOWIREWrA唧UIDES&ITSAPPLICATIONINSENSINGABSTRACTRecently,abreakthroughhasbeenmadeinthefabricationofthesilican锄-lo-wirewaveguides．Ithasmanyspecialproperties，suchaslow-loss，strongevanescent-fieldandSOOILItcarlbeusedinsensor,photoelectricdeviceandbiology．1nledevelo

4、pmentofphotoelectricdeviceandbiologywillbenefitfromnano-teclmique．Inthisthesis，thepropertiesofnano—wirewaveguidesanditsapplicationarestudied．Firstly,currentone·dimensionnano-strueturewaveguidesandthefabricationofthesilicallano—wiresarereviewed．Byaflame-heatedfiberdrawingmethod,w

5、eobtainedsilicanano-wires．Wetheoreticallyanalyzetheopticalpropertiesofsilicallano—wires，andstudyitsevanescent-field．Later,thetransportationcharacteristicofsilicanano-wiresisstudiedinexperiment．TransmissionlOSSofevanescentwaveinnano-wires(102～lOJnm)iSanalyzed,whenthediameterandam

6、bientmedium(refractiveindex)havebeenchanged．InMaeh-Zehaderfiberinterferometer,nano—wires锄beused嬲sensing-arm．AapproachformeaSurementininterferometer--phaseextraction，iSintrodueed．Inconclusion，谢ththeseadvantages(suchaslow-loss，smalldimension,slrongevanescent-fieldandSOon)，nano-wir

7、ewaveguidesCanbewidelyusedinbiology’Sdetection,sensingandmicrophotonics．Forthisreason,thefutureaboutnano-wiresinthesefieldsisdiscussiedinthisthesis．KEYWORDS：flame-heatedfiberdrawingmethod，silicallano—wirewaveguides(nano·wires)，evanescentwave，sensing浙江工业大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所提交的学位论文

8、是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的研究成果。除文中已经加以标注引用的内容外，本论文