基于集成光波导沟槽耦合器的超紧凑折射率传感器

提出一种基于集成光波导沟槽耦合器的超紧凑折射率(RI)传感器。该结构包括入射波导、反射波导及透射波导,亚微米宽的沟槽位于三条波导的交汇处。入射波导中的导波光在沟槽侧壁发生受抑全内反射,使得一部分光经消逝场耦合进入透射波导,另一部分光被反射进入反射波导。因为消逝场耦合效率依赖于沟槽填充物的折射率,因此透射光强度和反射光强度都会随着沟槽填充物折射率的变化而改变,这意味着这种集成光波导沟槽耦合结构可作为微纳传感器用于实时探测液体折射率或溶液浓度。以氮化铝脊型波导为例,采用时域有限差分(FDTD)法对这种新型折射率传感器性能进行理论分析,经过结构优化,其折射率灵敏度可达207.05%/RIU。