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논문 기본 정보

자료유형
학술저널
저자정보
장재식 (홍익대학교) 정홍식 (홍익대학교)
저널정보
한국센서학회 센서학회지 센서학회지 제30권 제3호
발행연도
2021.1
수록면
139 - 147 (9page)

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Numerical analysis was performed using FIMMWAVE to optimize the specifications of Si3N4/SiO2 slot and ridge-slot optical waveguides based on confinement factor and effective mode area. The optimized specifications were confirmed based on sensitivity in terms of the refractive index of the analyte. The specifications of the slot optical waveguide, i.e., the width of the slot and the width and height of the rails, were optimized to 0.2 μm, 0.46 μm, and 0.5 μm, respectively. When the wavelength was 1.55 μm and the refractive index of the slot was 1.3, the confinement factor and effective mode area of 0.2024 and 2.04μm2 , respectively, were obtained based on the optimized specifications. The thickness of the ridge and the refractive index of the slot were set to 0.04 μm and 1.1, respectively, to optimize the ridge-slot optical waveguide, and the confinement factor and effective mode area were calculated as 0.1393 and 2.90 μm2 , respectively. When the confinement coefficient and detection degree of the two structures were compared in the range of 1 to 1.3 of the analyte index, it was observed that the confinement coefficient and sensitivity were higher in the ridge-slot optical waveguide in the region with a refractive index less than 1.133, but the reverse situation occurred in the other region. Therefore, in the implementation of the integrated optical biochemical sensor, it is possible to propose a selection criterion for the two parameters depending on the value of the refractive index of the analyte.
#Slot waveguide #Ridge-slot waveguide #Integrated-optical sensor #Confinement factor #Effective mode area #Sensitivity

목차

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참고문헌 (18)

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P. Lambeck / 2006 / Integrated optical sensors for the chemical domain / Meas. Sci. Technol. 17(8):93~116 google schola P. Damborsky / 2016 / Optical biosensor / Essays Biochem. 60(1):91~100 google schola J. Hodgkinson / 2013 / Optical gas sensing : a review / Meas. Sci. Technol. 24(1):1~59 google schola A. P. Timbo / 2016 / pH optical sensor based on thin films of sol–gel with bromocresol purple / Sens. Actuators B Chem 223(C):406~410 google schola C. A. Barrios / 2007 / Slot-waveguide biochemical sensor / Opt. Lett. 32(21):3080~3082 google schola

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