反馈波导内嵌布拉格光栅微环谐振器的传感特性

摘要

为使微环传感器同时具备高灵敏度和宽自由光谱范围，提出了一种反馈波导内嵌布拉格光栅微环结构。该结构采用狭缝微环提高灵敏度，在微环内壁刻蚀布拉格光栅，利用布拉格光栅对特定波长的选择性滤除其余谐振峰以拓宽自由光谱范围。采用传输矩阵法分析结构的传输机理并推导归一化光谱表达式。利用时域有限差分法对结构仿真模拟，得出结构的模场分布和透射频谱，分析参数对器件性能的影响并优化参数。最后，以不同折射率的背景分析传感性能。结果表明，所提结构实现了电磁诱导透明效应，同时具备高灵敏度和高品质因数，在1 500～1 600 nm的入射光波下实现了无自由光谱范围，可检测范围不再受限于自由光谱范围。在折射率传感应用中，该结构品质因数为28 935，折射率灵敏度为460 nm/RIU，探测极限为1.17×10^-4 RIU。

关键词

集成光学 / 微环谐振器 / 狭缝微环 / 光栅 / 折射率传感器