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講演抄録/キーワード
講演名 2018-10-19 11:20
Thin Core (100nm) Silicon High-mesa Waveguide for High Quality Breath Sensors
Yu HanWenying LiHaisong JiangKiichi HamamotoKyushu University
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抄録 (和) (事前公開アブストラクト) Breath sensing is an effective tool for health-monitoring, because some contents present in the breath directly correlate to specific diseases. Since these breathing contents have different infrared absorption wavelengths, breath sensors based on infrared absorption can analyze these contents qualitatively and quantitatively by measuring the absorbing wavelength and intensity respectively. The implemented breath sensing systems based on infrared absorption so far are, however, mostly not handy which prevents daily health check. The reason is that the gas sensing cell in the system is large (several tens cm2 or even m2). Integrated optical circuits based on waveguides can compact the bulky gas cells to a mm2 area, so that the sensors become possible to be integrated into our as smartphones for in-situ and real-time breath sensing. Previously, for breathing sensing at the telecom band, a high-mesa waveguide with 260-nm thick silicon (Si) as the core has been proposed by our group. The waveguide has the portion of the guided light out of the waveguide (Γair) as high as 57%, but the 3dB/cm propagation loss (α) is high. According to Lambert-Beer law, the sensitivity of a waveguide sensor is proportional to Γair/α. The high propagation loss of 260 nm-thick Si decreases the sensitivity. In order to improve the sensing performance, an optimized design of the Si high-mesa waveguide was proposed in this work. We calculated the Γair and α with a thin Si (100nm) as the waveguide core and found that α could be reduced to 0.7 dB/cm, while the Γair was still maintained as 41%. As a result, the Γair/α of ~0.6 is higher than that of the 260-nm Si waveguide (0.19), indicating that the 100 nm Si high-mesa waveguide has the potential to realize breath sensors with a higher sensitivity. 
(英) (Advance abstract in Japanese is available)
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文献情報 信学技報, vol. 118, no. 253, LQE2018-69, pp. 87-92, 2018年10月.
資料番号 LQE2018-69 
発行日 2018-10-11 (OCS, OPE, LQE) 
ISSN Print edition: ISSN 0913-5685  Online edition: ISSN 2432-6380

研究会情報
研究会 OPE LQE OCS  
開催期間 2018-10-18 - 2018-10-19 
開催地(和) 佐賀県教育会館 第1会議室 
開催地(英)  
テーマ(和) 超高速伝送・変復調・分散補償技術,超高速光信号処理技術,広帯域光増幅・WDM技術,受光デバイス,高光出力伝送技術,及び一般 
テーマ(英)  
講演論文情報の詳細
申込み研究会 LQE 
会議コード 2018-10-OPE-LQE-OCS 
本文の言語 英語 
タイトル(和)  
サブタイトル(和)  
タイトル(英) Thin Core (100nm) Silicon High-mesa Waveguide for High Quality Breath Sensors 
サブタイトル(英)  
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第1著者 氏名(和/英/ヨミ) Yu Han / Yu Han /
第1著者 所属(和/英) 九州大学 (略称: 九大)
Kyushu University (略称: Kyushu University)
第2著者 氏名(和/英/ヨミ) Wenying Li / Wenying Li /
第2著者 所属(和/英) 九州大学 (略称: 九大)
Kyushu University (略称: Kyushu University)
第3著者 氏名(和/英/ヨミ) Haisong Jiang / Haisong Jiang /
第3著者 所属(和/英) 九州大学 (略称: 九大)
Kyushu University (略称: Kyushu University)
第4著者 氏名(和/英/ヨミ) Kiichi Hamamoto / Kiichi Hamamoto /
第4著者 所属(和/英) 九州大学 (略称: 九大)
Kyushu University (略称: Kyushu University)
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講演者
発表日時 2018-10-19 11:20:00 
発表時間 25 
申込先研究会 LQE 
資料番号 IEICE-OCS2018-44,IEICE-OPE2018-80,IEICE-LQE2018-69 
巻番号(vol) IEICE-118 
号番号(no) no.251(OCS), no.252(OPE), no.253(LQE) 
ページ範囲 pp.87-92 
ページ数 IEICE-6 
発行日 IEICE-OCS-2018-10-11,IEICE-OPE-2018-10-11,IEICE-LQE-2018-10-11 


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