System-level integration of active silicon photonic biosensors
Notice bibliographique
Résumé
Biosensors based on silicon photonic integrated circuits have attracted a growing interest in recent years. The use of sub-micron silicon waveguides to propagate near-infrared light allows for the drastic reduction of the optical system size, while increasing its complexity and sensitivity. Using silicon as the propagating medium also leverages the fabrication capabilities of CMOS foundries, which offer low-cost mass production. Researchers have deeply investigated photonic sensor devices, such as ring resonators, interferometers and photonic crystals, but the practical integration of silicon photonic biochips as part of a complete system has received less attention. Herein, we present a practical system-level architecture which can be employed to integrate the aforementioned photonic biosensors. We describe a system based on 1 mm2 dies that integrate germanium photodetectors and a single light coupling device. The die are embedded into a 16x16 mm2 epoxy package to enable microfluidic and electrical integration. First, we demonstrate a simple process to mimic Fan-Out Wafer-level-Packaging, which enables low-cost mass production. We then characterize the photodetectors in the photovoltaic mode, which exhibit high sensitivity at low optical power. Finally, we present a new grating coupler concept to relax the lateral alignment tolerance down to ± 50 μm at 1-dB (80%) power penalty, which should permit non-experts to use the biochips in a“plug-and-play” style. The system-level integration demonstrated in this study paves the way towards the mass production of low-cost and highly sensitive biosensors, and can facilitate their wide adoption for biomedical and agro-environmental applications.
Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.
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 | 0,000 | 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 | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,001 |
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 ».