基于光子晶体慢光效应的微流控传感器研究

针对当前生物传感器对微量、高灵敏度探测的发展需求，本项目提出了一种基于光子晶体慢光效应的微流控传感器。利用光子晶体实现的传感器具有了传统集成光波导传感器的所有优势，同时由于光子晶体对于光的强局域作用，其传感区域的尺寸可以非常小，特别适合微量探测。利用光子晶体的慢光效应可以减小光传播的群速度，增强光场的能量密度，从而光与周围物质的相互作用得到增强，本项目将光子晶体波导的慢光效应运用于传感，通过改变周期结构的对称性设计一些新型的光子晶体波导，获得具有低群速度特性的结构，进而分析光在光子晶体波导内传播时与物质相互作用的机理。利用慢光光子晶体波导，结合高Q值、低模式体积光子晶体谐振腔结构，可以实现高集成度、高灵敏度的传感器。结合微流控技术，实现微流量，实时传感检测，最终制作出高性能的基于慢光光子晶体的微流控传感器。

针对当前生物传感器对微量、高灵敏度探测的发展需求，本项目研究了一种基于光子晶体微腔的传感器。利用光子晶体实现的传感器具有了传统集成光波导传感器的所有优势，同时由于光子晶体对于光的强局域作用，其传感区域的尺寸可以非常小，特别适合微量探测。本项目利用慢光效应，结合高Q值、低模式体积光子晶体谐振腔结构，实现了高集成度、高灵敏度的传感器。实验结果显示我们制作的光子晶体微腔的Q值高达27000，传感器灵敏度达到269 nm/RIU，通过引入慢光效应，灵敏度可以增加到700 nm/RIU，整个器件的尺寸仅为数百um。