基于可见光波段的L3光子晶体谐振腔集成微流槽折射率生物传感器  

Research on L3 Photonic Crystal Cavity Sensor Integrated with Microfluidic Channel in the Visible Frequency

作　　者：曹暾[1] 覃开蓉[1] 闫卫平[2] 

机构地区：[1]大连理工大学生物医学工程系,大连116024 [2]大连理工大学电子科学与技术学院,大连116024

出　　处：《生物医学工程学进展》2013年第1期6-9,共4页Progress in Biomedical Engineering

基　　金：国家自然科学基金号:61172059;高等学校博士学科点专项科研基金号:20110041120015

摘　　要：L3二维光子晶体谐振腔集成微流槽折射率生物传感器在氮化镓(GaN)衬底材料上制备而成,其表面集成微流槽用于盛装生物样本。谐振腔的共振峰的中心频率对微流槽内生物样本折射率的变化十分敏感。该文分别对微流槽内生物样本折射率是1.33,1.48,1.518的情况进行了理论仿真。结果表明,GaN衬底的L3二维光子晶体谐振腔共振峰的中心频率可以设计在650 nm附近,共振峰的半高宽度为9.8 nm,共振峰中心频率随折射率变化产生的频移(即灵敏度)是35 nm/RIU(Refractive Index Unit)。测量共振峰的频移可实现对生物样本折射率变化的检测。In this work, we present a two -dimensional （2D） L3 photonic crystal （PhC） cavity refractive index change biosensor based on GaNmaterial. Amicrotluidic channel is integrated to the surface of the cavity to contain the bio -samples. The center frequency of the cavity resonance peak is very sensitive to refractive index changes of bio - samples inside microfluidic channel. We simulate the PhC cavity with water （ n=1.33 ） and two immersion oils （ n=1.48 and n = 1. 518） overlaid. Spectral peak width was found to be 9.8nm around 650nm. A spectral shift of peak wavelength with index change of 35nm/RIU was observed. Measured peak shift （ △λ = 6. 5nm） corresponds to a detectable index change△n = 0. 188. Therefore, sensing is performed by measuring the wavelength shift of the PhC cavity resonant peak.

关 键 词：光子晶体 谐振腔 微流槽 生物传感器 

分 类 号：TP212.3[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]