Дослідження чутливості та еванесцентного поля оптичного сенсора на основі одноосного анізотропного плоского хвилеводу
Анотація
Досліджено вплив геометричних і фізичних параметрів пластинчастого хвилеводу на чутливість оптичного датчика та його гасне поле. Хвилепровідною плівкою був LiNbO3, і спостереження показали, що максимальна чутливість поперечних магнітних (TM) мод та їхні відповідні частоти вищі, ніж для поперечних електричних (TE) мод. Крім того, оптимальні параметри джерела покращують максимальну чутливість і миттєве поле в обкладинці. Однак збільшення товщини серцевини знижує чутливість сенсора через зменшення спадаючого поля в покритті. Чутливість датчика спостерігали як функцію показників заломлення покриття, серцевини та підкладки. Збільшення показників заломлення покриття та серцевини безпосередньо впливає на чутливість, у той час як спостерігається зворотна залежність щодо збільшення показника заломлення підкладки. Варто зазначити, що будь-які зміни у фізичних параметрах хвилевідного датчика незначно впливають на гаснучі поля.
Завантаження
Посилання
F.D. Leonardis, and V.M.N. Passaro, “Modeling and Performance of a Guided-Wave Optical Angular-Velocity Sensor Based on Raman Effect in SOI”, Journal of Lightwave Technology, 25(9), 2352 (2007). https://opg.optica.org/jlt/abstract.cfm?URI=jlt-25-9-2352
C.S. Huertas, O. Calvo-Lozano, A. Mitchell, and L.M. Lechuga, “Advanced Evanescent-Wave Optical Biosensors for the Detection of Nucleic Acids: An Analytic Perspective”, Front. Chem. 7, 724 (2019). https://doi.org/10.3389/fchem.2019.00724
T. Kovalevich, D. Belharet, L. Robert, M.S. Kim, H.P. Herzig, T. Grosjean, and M.P. Bernal, “Experimental evidence of Bloch surface waves on photonic crystals with thin-film LiNbO3 as a top layer”, Photonics Research, 5(6), 649 (2017). https://doi.org/10.1364/PRJ.5.000649
P. Rabieia, and P. Gunter, “Optical and electro-optical properties of submicrometer lithium niobate slab waveguides prepared by crystal ion slicing and wafer bonding”, Applied Physics Letters, 85, 4603 (2004). https://doi.org/10.1063/1.1819527
O. Parriaux, and P. Dierauer, “Normalized expressions for the optical sensitivity of evanescent wave sensors: erratum”, Optics Letters, 19(20), 1665 (1994). https://doi.org/10.1364/OL.19.001665
A. Densmore, D.X. Xu, P. Waldron, S. Janz, P. Cheben, J. Lapointe, A. Delâge, B. Lamontagne, J.H. Schmid, and E. Post, “A silicon-on-insulator photonic wire based evanescent field sensor”, IEEE Photonics Technology Letters, 18(23), 2520 (2006). https://doi.org/10.1109/LPT.2006.887374
D. Kumar, and V. Singh, “Theoretical modeling of a nonlinear asymmetric metal-clad planar waveguide-based sensors”, Optik 122(20), 1872 (2011). https://doi.org/10.1016/j.ijleo.2010.12.031
A.A. Alkanoo, and S.A. Taya, “Theoretical investigation of five-layer waveguide structure including two left-handed material layers for refractometric applications”, Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 449, 395 (2018). https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2017.10.086
S.A. Taya, and S.A. Shaheen, “Binary photonic crystal for refractometric applications (TE case)”, Indian Journal of Physics, 92(4), 519 (2018). https://doi.org/10.1007/s12648-017-1130-z
S.A. Taya, “Ternary photonic crystal with left-handed material layer for refractometric application”, Opto-Electronics Review, 26(3), 236 (2018). https://doi.org/10.1016/j.opelre.2018.05.002
A. Cherouana, A. Bencheikh, and I. Bouchama, “Effect of the electric field induced birefringence on the slab waveguide evanescent-wave sensor sensitivity”, Optical and Quantum Electronics, 51, 331 (2019). https://doi.org/10.1007/s11082-019-2018-2
A.M. Jalaleddine, “Guided waves propagating in isotropic and uniaxial anisotropic slab waveguide”, Dissertation, Ohio University U.S.A. 1982.
G.J. Veldhuis, O. Parriaux, H.J.W.M. Hoekstra, and P.V. Lambeck, “Sensitivity enhancement in evanescent optical waveguide sensors”, Journal of Lightwave Technology, 18(5), 677 (2000). https://doi.org/10.1109/50.842082
V.M.N. Passaro, F. Dell’Olio, C. Ciminelli, M.N. Armenise, “Efficient chemical sensing by coupled slot SOI waveguides”, Sensors, 9(02), 1012 (2009). https://doi.org/10.3390/s90201012
G. Lifante, Integrated Photonics. Fundamentals, (John Wiley & Sons, England, 2003).
Авторське право (c) 2022 Абдельбакі Черуана, Ідріс Бушама, Абдельхалім Бенчейх, Сама Будур, Мухаммад Саїд Ахтар
Цю роботу ліцензовано за Міжнародня ліцензія Creative Commons Attribution 4.0.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
