A PHOTONIC GAS SENSOR FOR THE MID-INFRARED
Notice bibliographique
Résumé
The mid-infrared (MIR) contains the strong absorption signatures of many molecules, such as Methane and Carbon Dioxide, that are of extreme interest in real-world sensing applications. The miniaturization of spectroscopic sensing equipment made possible by engineered silicon photonics has the potential to revolutionize the way we conduct emissions sensing in the MIR.\nNanophotonic devices have greatly benefited from telecommunication technology in the near infrared (NIR) region. The industry has reached a level of maturity where high volume production of integrated circuitry can be done at low cost. Advances in materials engineering have shown that silicon based photonic devices can support optical propagation in the MIR past 8 microns with losses approaching those of the telecommunications band \\footnote{R. Shankar, I. Bulu, M. Loncar, \\textit{Applied Physics Letters}, \\textbf{102}, 051108, 2013.} making the region attractive for nanoscale sensor development.\nAbsorption sensing with photonic devices has been demonstrated in silicon on sapphire \\footnote{C. Smith, R. Shankar, M. Laderer, M. Frish, M. Loncar, M. Allen, \\textit{Optics Express}, \\textbf{23} 5491, 2015.}, silicon nitride \\footnote{C. Ranacher, C. Consani, N. Vollert, A. Tortschanoff, M. Bergmeister, T. Grille, B. Jakoby, \\textit{IEEE Photonics Journal}, \\textbf{10} 2018.}, and metal assisted silicon on insulator \\footnote{C. Ranacher, C. Consani,, A. Tortschanoff, R. Jannesari, M. Bergmeister, T. Grille, B. Jakoby, \\textit{Sensors and Actuators A: Physical}, \\textbf{277}, 117, 2018.} platforms, among others. These methodologies have demonstrated the ability to sense analyte concentrations as low as 5000 ppmv (parts per million by volume), which is the workplace limit in many North American constituencies.\n\nWe present our current state of research on the development of a high-quality factor MIR silicon-on-sapphire (SOS) photonic gas sensor for use in lab-on-a-chip sensing applications. An optical parametric oscillator (OPO) will be used as a MIR source to pump a grating coupled SOS ring cavity immersed in a controlled CO$_2$ environment. The cavity will be geometrically engineered to allow for high sensitivity spectroscopy of the CO$_2$ fundamental at 2350 \\wn via absorption of the cavity evanescent field. Design and optimization is conducted through the use of COMSOL Multiphysics and Lumerical software suites.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| 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 | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 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 tête enseignante, 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 ».