槽波导与亚波长光栅波导在传感上是否优于条形波导？

槽波导与亚波长光栅（SWG）波导将光限制在波导核心材料之外的独特能力，引发了人们对其在化学与生物传感中应用的浓厚兴趣。然而，与条形波导相比，这些结构对侧壁粗糙度引起的散射损耗的高敏感性，令其功效受到质疑。在本文中，我们试图通过为我们推导的每种传感模式下的品质因数定量比较各种波导几何结构的传感性能，来解决这一争议。这些方法同时考虑了模式限制与粗糙度散射损耗，后者使用带一阶Born近似的体积电流（格林函数）方法计算。对于基于标准220 nm绝缘体上硅（SOI）平台、其传播损耗主要由随机线边缘侧壁粗糙度散射限制的类器件，我们的模型预测，经过适当设计的TM偏振条形波导在折射测量与吸收光谱方面具有最佳性能，而优化后的槽波导在波导增强拉曼光谱方面表现出比其他波导几何结构高逾5倍的性能提升。