拓扑集成的光子学生物传感器电路

集成纳米光子学生物传感器为未来的生物医学检测应用提供了一条有前景的途径，有望通过少量生物样本实现廉价、便携和灵敏的疾病诊断，从而方便地对致命疾病进行早期筛查。然而，当前的光子学生物传感器设计不适合高度集成和多路复用的器件架构，无法实现对许多生物标志物复杂组合的检测。在这里，我们提出了一种拓扑方案，用于在光子晶体芯片上集成微型生物传感器，以满足上述要求。利用光子拓扑边缘态作为连接多个光子学生物传感器的鲁棒一维波导，我们提出了拓扑集成的光子学生物传感器电路。我们证明了拓扑集成的光子学生物传感器的性能比通过常规光子波导连接的光子学生物传感器对无序具有更强的鲁棒性，这归因于光子沿边缘通道的鲁棒传输。由于制造缺陷和生物标志物的随机分布引起的无序在真实器件中不可避免，对无序的鲁棒性是生物传感器片上集成的必要条件。因此，这里提出的拓扑方案为下一代生物医学应用中光子学生物传感器的可靠集成开辟了一条有前景的途径。