Grating-incoupled waveguide-enhanced Raman sensor.
Grating-incoupled waveguide-enhanced Raman sensor.
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光栅耦合波导增强拉曼传感器。
DOI：
10.1371/journal.pone.0284058
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发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
3.7
通讯作者：
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
我们报告了一种波导增强拉曼光谱（WERS）平台，具有允许对准的片下光栅输入耦合。该演示基于 100 nm 厚的平面（板）五氧化二钽 (Ta2O5) 波导，并使用苯甲醇 (BnOH) 及其氘化形式 (d7-BnOH) 作为参考分析物。光栅耦合器的使用可提供改进的平移对准容差（这对于一次性芯片很重要），从而简化了 WERS 系统，并有助于提高拉曼转换效率。使用非挥发性、无毒的 BnOH 和 d7-BnOH 作为化学分析物会导致两种形式之间的拉曼振动线发生容易观察到的变化，使它们成为校准拉曼系统的良好候选者。描述了波导和光栅耦合器的设计和制造，并讨论了性能的进一步潜在改进。
We report a waveguide-enhanced Raman spectroscopy (WERS) platform with alignment-tolerant under-chip grating input coupling. The demonstration is based on a 100-nm thick planar (slab) tantalum pentoxide (Ta2O5) waveguide and the use of benzyl alcohol (BnOH) and its deuterated form (d7- BnOH) as reference analytes. The use of grating couplers simplifies the WERS system by providing improved translational alignment tolerance, important for disposable chips, as well as contributing to improved Raman conversion efficiency. The use of non-volatile, non-toxic BnOH and d7-BnOH as chemical analytes results in easily observable shifts in the Raman vibration lines between the two forms, making them good candidates for calibrating Raman systems. The design and fabrication of the waveguide and grating couplers are described, and a discussion of further potential improvements in performance is presented.
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