| 致谢 | 第4-5页 |
| 摘要 | 第5-6页 |
| Abstract | 第6页 |
| 1 绪论 | 第10-18页 |
| 1.1 生物传感器 | 第10-11页 |
| 1.2 免标记的生物传感器 | 第11-12页 |
| 1.2.1 生物识别部分 | 第11-12页 |
| 1.2.2 探测器 | 第12页 |
| 1.3 光学生物传感器 | 第12-15页 |
| 1.3.1 基于表面等离子共振的生物传感器 | 第13页 |
| 1.3.2 基于干涉的生物传感器 | 第13-14页 |
| 1.3.3 基于谐振腔的生物传感器 | 第14-15页 |
| 1.4 片上实验室(Lab on a chip) | 第15-17页 |
| 1.5 主要研究内容和创新点 | 第17-18页 |
| 2 环形谐振腔的基本理论 | 第18-39页 |
| 2.1 波导材料和模式的选择 | 第18-19页 |
| 2.2 环形谐振腔的基本结构和理论推导 | 第19-22页 |
| 2.2.1 全通型环形谐振腔(all-pass) | 第19-21页 |
| 2.2.2 上下路型环形谐振腔(add and drop) | 第21-22页 |
| 2.3 环形谐振腔的主要性能参数 | 第22-28页 |
| 2.3.1 自由光谱范围和半高全宽 | 第23-25页 |
| 2.3.2 精细因子和品质因子 | 第25-26页 |
| 2.3.3 精细因子和品质因子的物理意义 | 第26-27页 |
| 2.3.4 环形谐振腔与简谐振子的类比 | 第27-28页 |
| 2.4 环形谐振腔的主要传感性能参数 | 第28-31页 |
| 2.4.1 灵敏度(Sensitivity) | 第28-29页 |
| 2.4.2 探测极限(Limit of Detection) | 第29-30页 |
| 2.4.3 测量范围(Dynamic Range) | 第30-31页 |
| 2.4.4 噪声(Noise) | 第31页 |
| 2.4.5 总结 | 第31页 |
| 2.5 基于级联双环谐振腔的传感器 | 第31-39页 |
| 2.5.1 级联双环谐振腔的光谱特点 | 第32-33页 |
| 2.5.2 级联双环谐振腔的灵敏度 | 第33-34页 |
| 2.5.3 级联双环谐振腔的探测极限和测试范围 | 第34-35页 |
| 2.5.4 级联双环谐振腔的噪声 | 第35-39页 |
| 3 基于SOI的硅波导器件制作和测试 | 第39-52页 |
| 3.1 器件制作工艺 | 第39-45页 |
| 3.1.1 清洗(Clean) | 第39-40页 |
| 3.1.2 光刻(Lithography) | 第40-42页 |
| 3.1.3 刻蚀(Etchin) | 第42-44页 |
| 3.1.4 沉积(Deposition) | 第44-45页 |
| 3.2 典型的环形谐振腔制作工艺流程 | 第45-48页 |
| 3.3 芯片的封装和测试 | 第48-52页 |
| 3.3.1 微流通道的集成 | 第48页 |
| 3.3.2 光纤阵列对光和封装 | 第48-49页 |
| 3.3.3 测试系统构成 | 第49-52页 |
| 4 环形谐振腔的性能分析 | 第52-67页 |
| 4.1 基于三个级联环形谐振腔的传感器 | 第52-60页 |
| 4.1.1 三个级联环形谐振腔结构的基本原理 | 第53-56页 |
| 4.1.2 三个级联环形谐振腔结构的实验验证 | 第56-60页 |
| 4.2 提高环形谐振腔的Q值 | 第60-67页 |
| 4.2.1 倏逝波场占比对灵敏度的影响 | 第60-61页 |
| 4.2.2 侧壁粗糙度对波导损耗的影响 | 第61-62页 |
| 4.2.3 波导模式随宽度变化分析 | 第62-63页 |
| 4.2.4 高阶模式的滤除 | 第63-66页 |
| 4.2.5 实验结果 | 第66-67页 |
| 5 基于双环谐振腔的分子印迹传感 | 第67-77页 |
| 5.1 分子印迹技术 | 第67-74页 |
| 5.1.1 制备材料 | 第68-71页 |
| 5.1.2 制备方法 | 第71-73页 |
| 5.1.3 分子印迹的检测手段 | 第73-74页 |
| 5.2 分子印迹实验过程和结果 | 第74-77页 |
| 5.2.1 合成过程 | 第74-75页 |
| 5.2.2 测试结果 | 第75-77页 |
| 6 总结与展望 | 第77-78页 |
| 参考文献 | 第78-85页 |
| 作者简历 | 第85-86页 |
