Ramanspectroscopie is erg in trek in de biomedische, chemische en omgevingswetenschappen vanwege zijn inzetbaarheid voor het onderzoeken van de fundamentele trillingen van een molecule. Een nadeel van Ramanspectroscopie is echter de nood aan dure en omvangrijke instrumenten om het zwakke Ramansignaal te detecteren. Daarom stellen wij volgende oplossing voor: het gebruik van geïntegreerde optische circuits voor Ramandetectie, meerbepaald op een siliciumnitride platform.
Deze thesis concentreert zich op de demonstratie van coherente Ramanverstrooiing (CRS) op het siliciumnitride platform om het signaal te versterken. Twee CRS-technieken worden verkend in deze thesis, met name coherente anti-Stokes Ramanverstrooiing (CARS) en gestimuleerde Ramanverstrooiing (SRS). Bij de studie van CARS demonstreren we supercontinuumgeneratie gepompt door een femtosecondelaser via solitonsplitsing en dispersieve-golfgeneratie. Dit werk levert een heldere breedbandige bron op voor biofotonische toepassingen en frequentiemetrologie. Maar het suggereert ook uitdagingen inzake het verwezenlijken van de fase-afstemmingsvoorwaarde voor CARS in een waterig medium. Bij de studie van SRS berichten we over de eerste demonstratie van gestimuleerde Ramanspectroscopie versterkt door een nanofotonisch geïntegreerd circuit. De aanzienlijke versterkingsfactor, vijf grootteorders vergeleken met spontane Ramanspectroscopie, laat ons toe continu-lasers met milliwattvermogen en ongekoelde detectoren te gebruiken en vormt daarmee de basis voor toekomstige on-chip Ramansspectrometers geschikt voor zowel gas- als vloeistofdetectie. | |