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A Study on Refractive Index sensors Based on Optical Micro-Ring Resonators

Photonic sensors 2017年第3期7卷 217-225页

作者： Georgios N. TSIGARIDAS Department of Physics School of Applied Mathematical and Physical Sciences National Technical University of Athens Zografou Campus GR-15780 Zografou Athens Greece

In this work, the behavior of refractive index sensors based on optical micro-ring resonators is studied in detail. Using a result of waveguide perturbation theory in combination with numerical simulations, the optimum design parameters of the system, maximizing the sensitivity of the sensor, are determined. It is found that, when optimally designed, the sensor can detect relative refractive index changes of the order of △n/n≈3×10^-4, assuming that the experimental setup can detect relative wavelength shifts of the order of △λ/λ≈3×10^-5. The behavior of the system as bio-sensor has also been examined. It is found that, when optimally designed, the system can detect refractive index changes of the order of △n≈ 10^-3 for a layer thickness of t=- 10 nm, and changes in the layer thickness of the order of △t≈0.24 nm, for a refractive index change of △n=0.05.

关键词： Optical micro-ring resonators refractive index sensors bio-sensors nano-photonic sensors

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