Amorphous germanium waveguides for medical diagnostics using mid-infrared spectroscopy
Amorphous germanium waveguides for medical diagnostics using mid-infrared spectroscopy
复制标题
使用中红外光谱进行医疗诊断的非晶锗波导
DOI：
10.1117/12.2648868
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发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Osborne E
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Osborne E
分子在中红外区域具有“指纹”吸收，从而可以通过红外光谱进行识别。对于实验室以外的应用，例如医学诊断，芯片上完全集成的中红外光谱将是理想的选择。锗在中红外区域的吸收率较低，使其成为通过倏逝场进行中红外光谱波导的理想选择。非晶锗可以提供低成本的制造路线；我们的工作比较了通过射频溅射、电子束蒸发和等离子体增强化学气相沉积 (PECVD) 沉积非晶锗薄膜的方法。除了通过蚀刻锗薄膜生产的标准锗波导之外，还提出了一种替代制造方法，其中蚀刻硅形成基座，然后沉积非晶锗以生产波导。基座波导具有在宽波长范围内进行单模操作的潜力，使其成为光谱学应用的有力候选者。
Molecules have ‘fingerprint’ absorptions in the mid-infrared, enabling their identification via infrared spectroscopy. For applications beyond the lab, such as medical diagnosis, fully integrated mid-infrared spectroscopy on chip would be ideal. Germanium offers low absorption in the mid-IR, making it an ideal candidate for waveguides for mid-IR spectroscopy via the evanescent field. Amorphous germanium could offer a low-cost fabrication route; our work compares methods to deposit amorphous germanium films via RF sputtering, e-beam evaporation and plasma-enhanced chemical vapour deposition (PECVD). In addition to standard germanium waveguides produced by etching a germanium film, an alternative manufacturing method is proposed, where silicon is etched to form pedestals, followed by deposition of amorphous germanium to produce waveguides. Pedestal waveguides offer potential for single-mode operation across a broad wavelength range, making them a strong candidate for spectroscopy applications.
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