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보고서 상세정보

나노실리콘 공정과 소산파를 이용한 마하젠더 간섭형 포토닉 바이오센서 개발
A development of Match-Zehnder interferometric photonic-biosensors utilizing nano-silicon fabrications and evanescent wave

  • 사업명

    일반연구자지원

  • 과제명

    나노실리콘 공정과 소산파를 이용한 마하젠더 간섭형 포토닉 바이오센서 개발

  • 주관연구기관

    홍익대학교
    Hongik University

  • 연구책임자

    정홍식

  • 보고서유형

    최종보고서

  • 발행국가

    대한민국

  • 언어

    한국어

  • 발행년월

    2010-04

  • 과제시작년도

    2009

  • 주관부처

    교육과학기술부

  • 사업 관리 기관

    한국연구재단

  • 등록번호

    TRKO201000014050

  • 과제고유번호

    1345104164

  • 키워드

    집적광학 바이오센서.마하젠더 간섭기.소산파.실리콘 나노포토닉스.립-채널광도파로.유효굴절률.전반사(TIR).비공진 반사(ARROW).Integrated Optics.Mach-Zehnder interferometer.Total Internal Reflection (TIR).Evanescent Optical Wave.Silicon Nano-Photonics.ARROW.Channel Optical Waveguide.Effective Refractive Index.

  • DB 구축일자

    2013-04-18

  • 초록 


    The final goal of this research is the optimal design of integrated-optical Mach-Zehnder interferometric bio-sensors based on TIR...

    The final goal of this research is the optimal design of integrated-optical Mach-Zehnder interferometric bio-sensors based on TIR-Si/$Sio_{2}$/$Si_{3}N_{4}$/$SiO_{2}$ and ARROW-Si/$SiO_{2}$/$Si_{3}N_{4}$/$SiO_{x}$/$Si_{3}N_{4}$/$SiO_{2}$multilayers rib optical channel waveguides utilizing an evanescent field and silicon nano-photonics processing technology to sense the refractive index change of 10-6.
    ① Optimal beam propagation computer simulation and structure design of Si/$SiO_{2}$/$Si_{3}N_{4}$/$SiO_{2}$ multilayers rib-structured channel optical waveguides and Mach-Zehnder interferometer based on total internal reflection (TIR).
    ② Optimal beam propagation computer simulation and structure design of Si/$SiO_{2}$/$Si_{3}N_{4}$/$SiO_{X}$/$Si_{3}N_{4}$/$SiO_{2}$ rib-structured channel optical waveguides and Mach-Zehnder interferometer based on antiresonant reflecting optical waveguide (ARROW).
    ⑥ Set-up of measurement systems on channel optical waveguides and bio-sensors for optical characterizations and sensor performances


    TIR 기반의 Si/Sio_{2}/$Si_{3}N_{4}$/$Sio_{2}$ 다층박막 구조와 ARROW 기반의 Si/$Sio_{2}$/$Si_{3}N_{4}$...

    TIR 기반의 Si/Sio_{2}/$Si_{3}N_{4}$/$Sio_{2}$ 다층박막 구조와 ARROW 기반의 Si/$Sio_{2}$/$Si_{3}N_{4}$/$Sio_{x}$/ $Si_{3}N_{4}$/$S_{I}O_{2}$다층박막 구조의 립 채널광도파로와 소산파를 이용하여 Mach-Zehnder 간섭 형 집적광학 바이오센서 구조에 대해서 연구하고, 10-6 굴절율 변화를 감지할 수 있도록 최적화된 센서 구조를 도출하는 것이 본 연구의 최종목표다.
    ① TIR 기반의 Si/$Sio_{2}$/$Si_{3}N_{4}$/$Sio_{2}$ 다층박막 립 채널광도파로와 Mach-Zehnder 집적광학 간섭기에 대한 Beam Propagation 전산해석을 통해서 최적화된 제원들을 도출/설계한다.
    ② ARROW 기반의 Si/$Sio_{2}$/$Si_{3}N_{4}$/$Sio_{x}$/$Si_{3}N_{4}$/$Sio_{2}$ 다층박막 립 채널 광도파로와 Mach- Zehnder 집적광학 간섭기에 대한 Beam Prooagation 전산해석을 통해서 최적화된 제원들을 도출/설계한다.
    ③ 채널광도파로와 이들을 이용한 바이오센서들에 대한 광학적 특성들과 센서 성능들을 측정할 수 있는 측정 장치를 구성한다.


  • 목차(Contents) 

    1. 최종보고서 ...1
    2. 목차 ...3
    3. I. 연구 계획 요약문 ...4
    4. 1. 국문 요약문 ...4
    5. II. 연구 결과 요약문 ...5
    6. 1. 국문 요약문 ...5
    7. 2. 영문 요약문 ...6
    8. III. 연구내용 및 결과 ...7
    9. 1. 연구개발 과제의...
    1. 최종보고서 ...1
    2. 목차 ...3
    3. I. 연구 계획 요약문 ...4
    4. 1. 국문 요약문 ...4
    5. II. 연구 결과 요약문 ...5
    6. 1. 국문 요약문 ...5
    7. 2. 영문 요약문 ...6
    8. III. 연구내용 및 결과 ...7
    9. 1. 연구개발 과제의 개요 ...7
    10. 2. 국내 외 기술 개발 현황 ...9
    11. 3. 연구 수행 내용 및 결과 ...12
    12. 3-1. ARROW 구조에 대한 이론적 고찰 ...12
    13. 3-2. ARROW 구조의 손실모드(leak-mode)에 이론적 고찰 ...17
    14. 3-3. ARROW 구조에 대한 센싱감도에 대한 고찰 ...24
    15. 3-4. ARROW 광도파로 구조에 대한 전산 해석 ...25
    16. 3-5. Mach-Zehnder 간섭기(interferometer) 설계 ...33
    17. 4. 목표 달성도 및 관련 분야에의 기여도 ...35
    18. 5. 연구결과의 활용 계획 ...35
    19. 6. 연구 과정에서 수집한 해외 과학기술 정보 ...35
    20. 7. 주관연구책임자 대표적 연구 실적 ...37
    21. 8. 참고 문헌 ...37
    22. 9. 연구 성과 ...38
    23. 10. 기타 사항 ...38
  • 참고문헌

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