钽氧微环谐振器

高Q高灵敏

该微环谐振器通过在600℃下退火将品质因数提升至5.2×10⁵，同时将波导损耗降至0.6 dB/cm，实现了高灵敏度生化传感。

Yang, Zhen · Zhang, Zheng · 陈鹏 · Zhe, Long · Qi, Cheng · Jiaqi, Yang · 邹毅 · Lin, Yu · Fang, Bin · 曾中明 · 周治平 · 王荣平

Journal of Lightwave Technology 2025

参数信息

品质因数

3.1 × 10^5

品质因数

5.2 × 10^5

波导传播损耗

1.3 dB/cm

波导传播损耗

0.6 dB/cm

灵敏度

279 nm/RIU

本征检测限

1.78 × 10^-5 RIU

技术优势

损耗减半

600°C退火将波导传播损耗从1.3 dB/cm降至0.6 dB/cm，直接提升谐振腔品质因数。

工艺成熟

采用电子束光刻与ICP刻蚀即可制备，兼容现有半导体产线，无需特殊设备。

灵敏度高

在氯化钠浓度检测中实现约279 nm/RIU的灵敏度，可分辨极微小的折射率变化。

检测限低

本征检测限低至1.78×10⁻⁵ RIU，可探测痕量待测物。

应用场景

• 生化传感：靠高Q值增强光与待测物相互作用，实现微弱折射率变化的精准检测。
• 生物传感器：将生物分子结合导致的折射率变化转化为谐振波长偏移，实现无标记检测。
• 光子集成：芯片级器件可直接与激光器、探测器等集成，在单一光路中完成传感。
• 微纳制造：采用电子束光刻与ICP刻蚀，纳米级尺寸精确可控，适合批量制造。