On-Chip Raman Spectroscopy: Background Challenges and Their Mitigation

Promovendus/a
Reynkens, Kristof
Faculteit
Faculteit Ingenieurswetenschappen en Architectuur
Vakgroep
Vakgroep Informatietechnologie
Curriculum
Master of Science in de nanowetenschappen, nanotechnologie en nano-engineering, KU Leuven, 2016
Academische graad
Doctor in de ingenieurswetenschappen: fotonica
Taal proefschrift
Engels
Vertaling titel
Ramanspectroscopie op een chip: uitdagingen door en oplossingen voor achtergrondsignalen
Promotor(en)
prof. Roel Baets (Vakgroep Informatietechnologie) - prof. Stéphane Clemmen (Vakgroep Informatietechnologie)
Examencommissie
voorzitter prof. Filip De Turck (academisch secretaris) - prof. Roel Baets (Vakgroep Informatietechnologie) - prof. Stéphane Clemmen (Vakgroep Informatietechnologie) - prof. Nicolas Le Thomas (Vakgroep Informatietechnologie) - dr. Jérôme Michon (Université Paris-Saclay, France) - prof. Andre Skirtach (Vakgroep Biotechnologie) - dr. ir. Haolan Zhao (Vakgroep Informatietechnologie)

Korte beschrijving

Geïntegreerde Ramansensoren in de vorm van nanofotonische golfgeleiderspectroscopie (NWERS) brengen vele voordelen: ze kunnen gefabriceerd worden via CMOS-compatibele technologie en ze zorgen voor een versterking van het Raman signaal t.o.v. een conventionele Ramanmicroscoop. Ondanks deze voordelen zijn er nog twee bijzondere nadelen aan NWERS verbonden: 1) er zijn diep-gekoelde detectoren nodig om hun Ramansignalen te detecteren; 2) in de kern van de diëlektrische golfgeleiders wordt een ongewenste fotonische achtergrond gegenereerd. We hebben aangetoond dat deze achtergrond beperkt kan worden door een circuit te gebruiken op basis van een multimode interferometer en een nanoplasmonische golfgeleider. Dit circuit slaagt erin om het Raman verstrooide licht efficiënt te verzamelen en laat de integratie van spectroscopische elementen toe zonder dat deze een grote achtergrondbijdrage genereren. In het tweede deel van dit proefschrift hebben we (theoretisch) aangetoond dat oppervlakteversterkte gestimuleerde Ramanspectroscopie (SE-SRS) het Ramansignaal voldoende versterkt zodat diep-gekoelde detectie niet langer nodig is. SE-SRS is verkozen boven oppervlakteversterkte coherente anti-Stokes Ramanspectroscopie (SE-CARS) omdat het gevoeliger is. We hebben aangetoond dat er een sterke thermische achtergrond aanwezig is die de experimentele demonstratie van SE-SRS verhindert en hebben er de fysische oorzaak van achterhaald. Finaal hebben we verschillende strategieën voorgesteld om deze thermische achtergrond te onderdrukken.

Praktisch

Datum
Dinsdag 5 oktober 2021, 16:30
Livestream
Volg online

Verdediging on campus, maar met beperkt publiek (op uitnodiging van de kandidaat)

Meer info

Contact
doctoraat.ea@UGent.be