由于回音壁模式（WGM）微腔具有較高的Q值、較小的模式體積和獨特的結(jié)構(gòu)而引起了人們的極大關(guān)注。WGM微腔通常是具有微米級尺寸,并利用腔體和周圍介質(zhì)的彎曲邊界上連續(xù)的全內(nèi)反射捕獲光線的介電結(jié)構(gòu)。WGM微腔傳感器表現(xiàn)出較高的靈敏度、體積小、成本低和實時監(jiān)控等獨特的優(yōu)點,使得WGM微腔傳感器引起了極大的關(guān)注,尤其是在生物和化學(xué)傳感方向。WGM諧振器依賴于微腔表面的光與周圍的分析物相互作用,將化學(xué)或生物分析物的存在轉(zhuǎn)化為定量的、可測量的光信號,進而實現(xiàn)實時監(jiān)控。近幾十年來,除了制作材料的多種多樣,WGM諧振器的形狀也有很多,從最簡單的形狀,即微球、微盤、微泡,到更奇異的形狀,如微瓶和微泡等空心腔,它們每一個都有各自的優(yōu)點和缺點。與其他WGM諧振腔相比,空心WGM微腔不僅保留了固體諧振器的許多優(yōu)點,而且在生物和化學(xué)傳感領(lǐng)域具有特別有益的附加特性。由于樣品可以注射到腔體中,通過改變腔體壁厚,可以利用空心WGM微腔檢測納米粒子。此外,在光學(xué)芯片集成和降低成本的大批量制造中空心WGM微腔已經(jīng)表現(xiàn)出了非凡的潛力。因此,這些特點使空心WGM諧振器更適合實際應(yīng)用。本文針對空心WGM微腔開展了系統(tǒng)的研究工作,... 

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 回音壁模式光學(xué)微腔簡介
    1.2 WGM微腔的分類
    1.3 空心WGM腔的主要應(yīng)用
        1.3.1 溫度傳感器
        1.3.2 壓力傳感器
        1.3.3 折射率傳感器
        1.3.4 生物傳感器
        1.3.5 氣體傳感器
    1.4 論文主要內(nèi)容及章節(jié)安排
第2章 回音壁模式基本理論及傳感原理
    2.1 引言
    2.2 回音壁模式主要參數(shù)
        2.2.1 微腔品質(zhì)因子
        2.2.2 自由光譜范圍
    2.3 回音壁模式微腔電磁場理論分析
    2.4 空心WGM微腔理論及傳感機制分析
        2.4.1 空心WGM微腔理論分析
        2.4.2 傳感機制分析
    2.5 本章小結(jié)
第3章 液體填充空心玻璃微球腔制備及實驗方法
    3.1 引言
    3.2 主要實驗試劑與實驗設(shè)備
        3.2.1 主要實驗試劑及材料
        3.2.2 主要實驗儀器及設(shè)備
    3.3 主要實驗方法
        3.3.1 顯微注射器制備
        3.3.2 液體填充空心玻璃微球的制備
        3.3.3 錐形光纖波導(dǎo)的制備
    3.4 本章小結(jié)
第4章 空心WGM微腔的WGM共振模式轉(zhuǎn)移
    4.1 引言
    4.2 液體填充空心玻璃微球的回音壁模式
        4.2.1 空心玻璃微球的表征
        4.2.3 WGM諧振光譜特性分析
    4.3 空心WGM微腔的WGM共振模式轉(zhuǎn)移
        4.3.1 空心WGM微腔的WGM共振模式轉(zhuǎn)移仿真
        4.3.2 空心 WGM 微腔共振模式轉(zhuǎn)移實驗
        4.3.3 空心WGM微腔的WGM共振模式轉(zhuǎn)移理論計算
    4.4 本章小結(jié)
第5章 液體填充空心玻璃微球溫度傳感研究
    5.1 引言
    5.2 液體填充空心玻璃微球溫度傳感原理
        5.2.1 WGM微腔溫度傳感原理
        5.2.2 空心WGM微腔溫度傳感原理
    5.3 液體填充空心玻璃微球溫度傳感測試
        5.3.1 實驗裝置圖
        5.3.2 溫度傳感測試
    5.4 提高溫度靈敏度方案
        5.4.1 熱光系數(shù)對溫度靈敏度影響
        5.4.2 空心玻璃微球尺寸對溫度靈敏度影響
    5.5 本章小結(jié)
總結(jié)與展望
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文和取得的研究成果
致謝



本文編號：3653359