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Compact Inner-Wall Grating Slot Microring Resonator for Label-Free Sensing

机译：紧凑型内壁光栅槽微环谐振器实现无标签传感

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摘要

In this paper, we present and analyze a compact inner-wall grating slot microring resonator (IG-SMRR) with the footprint of less than 13 μm × 13 μm on the silicon-on-insulator (SOI) platform for label-free sensing, which comprises a slot microring resonator (SMRR) and inner-wall grating (IG). Its detection range is significantly enhanced without the limitation of the free spectral region (FSR) owing to the combination of SMRR and IG. The IG-SMRR has an ultra-large quasi-FSR of 84.5 nm as the detection range, and enlarged factor is up to over 3 compared with the conventional SMRR. The concentration sensitivities of sodium chloride solutions and D-glucose solutions are 996.91 pm/% and 968.05 pm/%, respectively, and the corresponding refractive index (RI) sensitivities are 559.5 nm/RIU (refractive index unit) and 558.3 nm/RIU, respectively. The investigation on the combination of SMRR and IG is a valuable exploration of label-free sensing application for ultra-large detection range and ultra-high sensitivity in future.
机译：在本文中，我们介绍并分析了在绝缘体上硅（SOI）平台上占位面积小于13μm×13μm的紧凑型内壁光栅槽微环谐振器（IG-SMRR），用于无标签传感，它包括缝隙微环谐振器（SMRR）和内壁光栅（IG）。由于SMRR和IG的组合，其检测范围得到显着增强，而不受自由光谱区（FSR）的限制。 IG-SMRR具有84.5 nm的超大准FSR作为检测范围，并且与常规SMRR相比，放大倍数高达3倍以上。氯化钠溶液和D-葡萄糖溶液的浓度灵敏度分别为996.91 pm /％和968.05 pm /％，相应的折射率（RI）灵敏度为559.5 nm / RIU（折射率单位）和558.3 nm / RIU，分别。 SMRR和IG结合的研究是未来无标记传感应用的重要探索，可用于超大检测范围和超高灵敏度。

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