Silicon Mach-Zehnder interferometer racetrack microring for sensing
Notice bibliographique
Résumé
SOI-based microring resonators (MRRs) have attracted extensive attentions as ultra-compact sensors. Recently, a new structure design combining a ring and a Mach-Zehnder interferometer (MZI) was proposed as sensors for biomedical applications, and as modulators for communications applications. In this design, the MZI uses two identical couplers, where one arm is formed by connecting the access waveguide of the couplers, while the other arm is part of the microring. Such a device may have only one major resonance with a high extinction ratio in a very broad wavelength span (quasi-free spectral range, quasi-FSR), which offers a very large measurement range for sensing applications. 2×2 multimode interference (MMI) couplers are used to couple the microring and the bus waveguides as MMI couplers have broader wavelength responses. We present the first experimental demonstration of the MMI-coupled MZI racetrack microrings for sensing applications. Two types of MMI-coupled MZI racetrack microrings are discussed: one with wire waveguides, and the other using slotted waveguides. For the MZI racetrack microring using wire waveguides, we achieve a quasi-FSR of 34.3 nm near the wavelength of 1520 nm. The corresponding major resonance of the MZI racetrack microring demonstrates a high extinction ratio of ~22.4 dB with a full-width-half-maximum (FWHM) of 1.94 nm, and a quality factor Q of ~800. On the other hand, the quasi-FSR of the MZI racetrack microring with slot waveguides is 23.2 nm near the wavelength of 1540 nm; and the extinction ratio of the major resonance is ~24.5 dB with λFWHM=0.82 nm and Q=~1,900. To demonstrate the uses for sensing applications, we measure the resonance shifts corresponding to the concentration change of the ambient aqueous solutions of sucrose. DI water is used as the reference for calibration to avoid any other variations, e.g. temperature change. Experiments show that the sensitivities of the MZI racetrack microring sensors with wire and slot waveguides are 101.7 nm/RIU and 166.7 nm/RIU, respectively.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».