中红外硅光子波导的二氧化碳吸收光谱

二氧化碳（CO2）对地球上的生命是至关重要的气体。 它也是人类活动排放的废物，广泛来自于农业和工业。 因此，对CO2的精确感测引起了研究人员的极大兴趣。 利用中红外光吸收CO2的光学传感器是一个不错的选择，但是其大尺寸和高成本限制了它们的使用。本文演示了使用集成的硅波导在4.2 µm波长下进行CO2气体传感的方法，其对CO2的灵敏度为自由空间传感的44％。 悬浮的波导通过单光刻步骤工艺制造在绝缘体基硅衬底上，然后将其路由到中红外光子电路中，以进行片上参考气体测量。 其出色的性能以及简单且可扩展的制造工艺使本文的波导成为用于分布式环境监控，人身安全以及医疗和大批量消费应用的小型集成CO2传感器中的理想选择。

空气在296 K和1 atm环境下的吸收光谱及其中红外活性成分：水蒸气，二氧化碳和甲烷