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-氮化硅光波导传感器-低损耗宽谱传感平台.docx
资料介绍
氮化硅光波导传感器：低损耗宽谱传感平台
一、引言
氮化硅光波导传感器以氮化硅（Si₃N₄）为波导芯层材料，具有传播损耗低、透明窗口宽、非线性效应弱和CMOS兼容等优势。氮化硅波导在可见光至近红外波段均具有低损耗特性，是构建高性能光学传感器的理想平台。2026年，氮化硅微环谐振器Q值可达10⁶-10⁷，在生物传感、温度传感和气体检测中应用广泛。
二、氮化硅波导特性
低传播损耗是氮化硅波导的核心优势，通过优化沉积和刻蚀工艺，传播损耗可低至0.1 dB/cm以下。宽透明窗口覆盖可见光至中红外波段（0.4-8 μm），支持多光谱传感。弱非线性效应使氮化硅波导在高功率光传输时性能稳定，适用于高Q值微环谐振器。
高热稳定性使氮化硅波导在温度变化环境下保持稳定的光学性能。CMOS兼容性使氮化硅波导可在标准CMOS生产线上制造，实现大规模低成本的传感器生产。
三、氮化硅传感器结构
氮化硅微环谐振器利用氮化硅波导制造微环，通过检测谐振波长偏移实现高灵敏度传感。氮化硅MZI传感器利用氮化硅波导的马赫-曾德尔干涉结构，实现高精度的相位检测。氮化硅光栅传感器利用氮化硅波导上的布拉格光栅，通过检测反射波长的变化实现传感。
四、氮化硅传感器的应用
生物传感利用氮化硅微环检测蛋白质、DNA和病毒颗粒，在无标记生物分子相互作用分析中具有高灵敏度。温度传感利用氮化硅波导的热光效应，实现高精度温度测量。气体传感利用氮化硅波导表面的气体敏感涂层，检测气体浓度变化。
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| 1214-氮化硅光波导传感器-低损耗宽谱传感平台.docx | 37K |
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