彭金银

（海南科技职业大学机电工程学院，海口 571126）

0 引言

随着人们对食品与医药安全的需求日益增加，环境问题日渐引人关注，如何研制出能够快速、准确检测出化学和生物成分的生化传感器已成为当今社会的研究热点［1-3］。传统的传感器已经不能满足社会发展的新需求。研制出具有更高灵敏度及集成度的传感器已迫在眉睫［4］。

微腔生化传感器，具有灵敏度高，尺寸小，易于集成，便于批量生产等优势［5］。光学微腔以其特有的回音壁光学传输模式使其拥有超高的品质因数，并在高灵敏度传感领域发挥重要作用。多重信号分类（Multiple Signal Classification，MUSIC）算法是Schmidt等学者于1979 年提出的先进信号处理算法［6］。它的提出标志着空间谱估计算法进入了一个新的时代。

利用锥形光纤和高Q 平面环形微腔在光传输过程中产生的强倏逝场近场耦合激发光学微腔的高Q光学模式［7］，并利用强倏逝场研制出具有较强敏感性和分辨能力的生化传感器，这种传感器不但能检测出低浓度的生化物种，也能快速检测出破坏生化物质的污染物成分，能有效保护工作人员的安全［8-10］。

国内外众多研究人员因环形谐振腔结构的生化传感器独有的优势，纷纷投入到该传感器的研究中，如何制造出性能更优良、成本更低廉的生化传感器具有非常深远的意义［11-13］。为提高生化传感器的性能指标，本文以光学环形谐振腔为载体，设计了一种新型环形谐振腔生化传感器，并利用时域有限差分法（Finite Difference Time Domain，FDTD）对环形谐振腔进行了系统的光学特性仿真和结构优化设计，同时对优化后的环形谐振腔进行了工艺加工。……