利用石墨烯与金增强性能的高灵敏SOI MRR折射率传感器数值分析
光学
2025-07-16 v1 应用物理
摘要
本研究提出了一种基于仿真的绝缘体上硅（SOI）环形谐振器设计，其品质因数（FOM）为56.15，灵敏度高达730 nm/RIU。采用时域有限差分（FDTD）技术对该设计进行定量评估与评价。与近期许多基于SOI传感器的研究相比，我们的设计展现出更高的灵敏度。该器件结构遵循带有单波导的常规环形谐振器布局，在SiO2晶圆顶部结合了二维石墨烯层，并在环中心放置了金纳米圆盘。我们的研究结果突显了该器件对折射率变化的敏感性，使其成为各种传感应用的理想选择。我们研究了该传感器 sensing 不同浓度牛奶的能力。石墨烯和金材料增强了器件对光的响应，并提供了相对更高的灵敏度。考虑到使用标准硅处理技术实现基于SOI器件的实用性，所提出的设计可作为器件制造的蓝图。
引用
@article{arxiv.2312.02304,
title = {Numerical Analysis of a Highly Sensitive SOI MRR Refractive Index Sensor with Performance Enhancement using Graphene and Gold},
author = {Tasin Intisar and Ahmed Shadman Alam and Ishtiaqul Hoque and Md Omar Faruque},
journal= {arXiv preprint arXiv:2312.02304},
year = {2025}
}
备注
23 pages, 29 figures, Journal: Heliyon by Cell Press (Accepted)