基于波导-纳米分布式布拉格反射镜一维光子晶体微结构的高灵敏度传感系统理论研究基础

摘要： 本文提出一种新型波长调制系统，专门用于提升集成硅微传感器的性能。该系统包含光源、波导、分布式布拉格反射镜（DBR）和光谱分析仪。其中硅波导与两个纳米级DBR被设计为一维光子晶体结构，可在光子带隙中实现更宽的调制范围。采用严格耦合波分析法（RCWA）定量计算各波长光子的透射率，进而获取不同位移下的光谱数据。通过分析光谱中的缺陷模态，该调制系统的典型性能指标如下：波长缺陷模态可在1.2μm至2.7μm范围内调制，对应位移为0至1.5μm；系统灵敏度高达1.23-1.41，一阶缺陷模态的线性度介于0.99至0.9999之间；基于1pm波长计算步长，缺陷模态的最小峰值透射率大于0.68。与同类报道系统相比，这些性能指标具有显著优势，预计通过与现有微机械结构结合可直接提升传感器性能。