Abstract

A coupled optofluidic ring laser sensor is fabricated, and its ultrasensitive bulk refractive index and surface mass sensing properties are demonstrated. The sensor consists of a cylindrical ring laser and a thin-walled optofluidic capillary ring resonator. Coupling of the whispering gallery mode in the two resonators generates a largely magnified sensitivity due to the Vernier effect. A sensitivity of 2510  nm/RIU and magnification factor of 355 are achieved experimentally in aqueous solution, which corresponds to a noise equivalent detection limit of 1.6×10−5  RIU for bulk RI detection. The new sensor configuration provides a convenient way to achieve ultrasensitive biological and chemical sensing.

© 2012 Optical Society of America

PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. X. Fan, I. M. White, S. I. Shopova, H. Zhu, J. D. Suter, and Y. Sun, Anal. Chim Acta. 620, 8 (2008).
    [CrossRef]
  2. X. Fan and I. M. White, Nature Photon. 5, 591 (2011).
    [CrossRef]
  3. I. M. White, H. Ovey, and X. Fan, Opt. Lett. 31, 1319 (2006).
    [CrossRef]
  4. I. M. White, H. Zhu, J. Suter, N. M. Hanumegowda, H. Oveys, M. Zourob, and X. D. Fan, IEEE Sens. J. 7, 28 (2007).
    [CrossRef]
  5. H. Zhu, I. M. White, J. D. Suter, M. Zourob, and X. Fan, Analyst 133, 356 (2008).
    [CrossRef]
  6. A. Bernardi, S. Kiravittaya, A. Rastelli, R. Songmuang, D. J. Thurmer, M. Benyoucef, and O. G. Schmidt, Appl. Phys. Lett. 93, 094106 (2008).
    [CrossRef]
  7. H. Li and X. Fan, Appl. Phys. Lett. 97, 011105 (2010).
    [CrossRef]
  8. M. Sumetsky, Y. Dulashko, and R. S. Windeler, Opt. Lett. 35, 898 (2010).
    [CrossRef]
  9. G. Testa, Y. Huang, P. M. Sarro, L. Zeni, and R. Bernini, Appl. Phys. Lett. 97, 131110 (2010).
    [CrossRef]
  10. H. Li, L. Shang, X. Tu, L. Y. Liu, and L. Xu, J. Am. Chem. Soc. 131, 16612 (2009).
    [CrossRef]
  11. X. W. Zhang, H. Li, X. Tu, X. Wu, L. Y. Liu, and L. Xu, J. Opt. Soc. Am. B 28, 483 (2011).
    [CrossRef]
  12. L. Shang, L. Y. Liu, and L. Xu, Opt. Lett. 33, 1150 (2008).
    [CrossRef]
  13. T. Claes, W. Bofaerts, and P. Bienstman, Opt. Express 18, 22747 (2010).
    [CrossRef]
  14. L. Jin, M. Li, and J.-J. He, Opt. Lett. 36, 1128 (2011).
    [CrossRef]
  15. X. Zhang, L. Ren, X. Wu, H. Li, L. Liu, and L. Xu, Opt. Express 19, 22242 (2011).
    [CrossRef]
  16. I. M. White, N. M. Hanumegowda, and X. Fan, Opt. Lett. 30, 3189 (2005).
    [CrossRef]
  17. H. Zhu, I. M. White, J. D. Suter, P. S. Dale, and X. Fan, Opt. Express 15, 9139 (2007).
    [CrossRef]

2011 (4)

2010 (4)

M. Sumetsky, Y. Dulashko, and R. S. Windeler, Opt. Lett. 35, 898 (2010).
[CrossRef]

T. Claes, W. Bofaerts, and P. Bienstman, Opt. Express 18, 22747 (2010).
[CrossRef]

G. Testa, Y. Huang, P. M. Sarro, L. Zeni, and R. Bernini, Appl. Phys. Lett. 97, 131110 (2010).
[CrossRef]

H. Li and X. Fan, Appl. Phys. Lett. 97, 011105 (2010).
[CrossRef]

2009 (1)

H. Li, L. Shang, X. Tu, L. Y. Liu, and L. Xu, J. Am. Chem. Soc. 131, 16612 (2009).
[CrossRef]

2008 (4)

X. Fan, I. M. White, S. I. Shopova, H. Zhu, J. D. Suter, and Y. Sun, Anal. Chim Acta. 620, 8 (2008).
[CrossRef]

H. Zhu, I. M. White, J. D. Suter, M. Zourob, and X. Fan, Analyst 133, 356 (2008).
[CrossRef]

A. Bernardi, S. Kiravittaya, A. Rastelli, R. Songmuang, D. J. Thurmer, M. Benyoucef, and O. G. Schmidt, Appl. Phys. Lett. 93, 094106 (2008).
[CrossRef]

L. Shang, L. Y. Liu, and L. Xu, Opt. Lett. 33, 1150 (2008).
[CrossRef]

2007 (2)

H. Zhu, I. M. White, J. D. Suter, P. S. Dale, and X. Fan, Opt. Express 15, 9139 (2007).
[CrossRef]

I. M. White, H. Zhu, J. Suter, N. M. Hanumegowda, H. Oveys, M. Zourob, and X. D. Fan, IEEE Sens. J. 7, 28 (2007).
[CrossRef]

2006 (1)

2005 (1)

Benyoucef, M.

A. Bernardi, S. Kiravittaya, A. Rastelli, R. Songmuang, D. J. Thurmer, M. Benyoucef, and O. G. Schmidt, Appl. Phys. Lett. 93, 094106 (2008).
[CrossRef]

Bernardi, A.

A. Bernardi, S. Kiravittaya, A. Rastelli, R. Songmuang, D. J. Thurmer, M. Benyoucef, and O. G. Schmidt, Appl. Phys. Lett. 93, 094106 (2008).
[CrossRef]

Bernini, R.

G. Testa, Y. Huang, P. M. Sarro, L. Zeni, and R. Bernini, Appl. Phys. Lett. 97, 131110 (2010).
[CrossRef]

Bienstman, P.

Bofaerts, W.

Claes, T.

Dale, P. S.

Dulashko, Y.

Fan, X.

X. Fan and I. M. White, Nature Photon. 5, 591 (2011).
[CrossRef]

H. Li and X. Fan, Appl. Phys. Lett. 97, 011105 (2010).
[CrossRef]

H. Zhu, I. M. White, J. D. Suter, M. Zourob, and X. Fan, Analyst 133, 356 (2008).
[CrossRef]

X. Fan, I. M. White, S. I. Shopova, H. Zhu, J. D. Suter, and Y. Sun, Anal. Chim Acta. 620, 8 (2008).
[CrossRef]

H. Zhu, I. M. White, J. D. Suter, P. S. Dale, and X. Fan, Opt. Express 15, 9139 (2007).
[CrossRef]

I. M. White, H. Ovey, and X. Fan, Opt. Lett. 31, 1319 (2006).
[CrossRef]

I. M. White, N. M. Hanumegowda, and X. Fan, Opt. Lett. 30, 3189 (2005).
[CrossRef]

Fan, X. D.

I. M. White, H. Zhu, J. Suter, N. M. Hanumegowda, H. Oveys, M. Zourob, and X. D. Fan, IEEE Sens. J. 7, 28 (2007).
[CrossRef]

Hanumegowda, N. M.

I. M. White, H. Zhu, J. Suter, N. M. Hanumegowda, H. Oveys, M. Zourob, and X. D. Fan, IEEE Sens. J. 7, 28 (2007).
[CrossRef]

I. M. White, N. M. Hanumegowda, and X. Fan, Opt. Lett. 30, 3189 (2005).
[CrossRef]

He, J.-J.

Huang, Y.

G. Testa, Y. Huang, P. M. Sarro, L. Zeni, and R. Bernini, Appl. Phys. Lett. 97, 131110 (2010).
[CrossRef]

Jin, L.

Kiravittaya, S.

A. Bernardi, S. Kiravittaya, A. Rastelli, R. Songmuang, D. J. Thurmer, M. Benyoucef, and O. G. Schmidt, Appl. Phys. Lett. 93, 094106 (2008).
[CrossRef]

Li, H.

Li, M.

Liu, L.

Liu, L. Y.

Ovey, H.

Oveys, H.

I. M. White, H. Zhu, J. Suter, N. M. Hanumegowda, H. Oveys, M. Zourob, and X. D. Fan, IEEE Sens. J. 7, 28 (2007).
[CrossRef]

Rastelli, A.

A. Bernardi, S. Kiravittaya, A. Rastelli, R. Songmuang, D. J. Thurmer, M. Benyoucef, and O. G. Schmidt, Appl. Phys. Lett. 93, 094106 (2008).
[CrossRef]

Ren, L.

Sarro, P. M.

G. Testa, Y. Huang, P. M. Sarro, L. Zeni, and R. Bernini, Appl. Phys. Lett. 97, 131110 (2010).
[CrossRef]

Schmidt, O. G.

A. Bernardi, S. Kiravittaya, A. Rastelli, R. Songmuang, D. J. Thurmer, M. Benyoucef, and O. G. Schmidt, Appl. Phys. Lett. 93, 094106 (2008).
[CrossRef]

Shang, L.

H. Li, L. Shang, X. Tu, L. Y. Liu, and L. Xu, J. Am. Chem. Soc. 131, 16612 (2009).
[CrossRef]

L. Shang, L. Y. Liu, and L. Xu, Opt. Lett. 33, 1150 (2008).
[CrossRef]

Shopova, S. I.

X. Fan, I. M. White, S. I. Shopova, H. Zhu, J. D. Suter, and Y. Sun, Anal. Chim Acta. 620, 8 (2008).
[CrossRef]

Songmuang, R.

A. Bernardi, S. Kiravittaya, A. Rastelli, R. Songmuang, D. J. Thurmer, M. Benyoucef, and O. G. Schmidt, Appl. Phys. Lett. 93, 094106 (2008).
[CrossRef]

Sumetsky, M.

Sun, Y.

X. Fan, I. M. White, S. I. Shopova, H. Zhu, J. D. Suter, and Y. Sun, Anal. Chim Acta. 620, 8 (2008).
[CrossRef]

Suter, J.

I. M. White, H. Zhu, J. Suter, N. M. Hanumegowda, H. Oveys, M. Zourob, and X. D. Fan, IEEE Sens. J. 7, 28 (2007).
[CrossRef]

Suter, J. D.

H. Zhu, I. M. White, J. D. Suter, M. Zourob, and X. Fan, Analyst 133, 356 (2008).
[CrossRef]

X. Fan, I. M. White, S. I. Shopova, H. Zhu, J. D. Suter, and Y. Sun, Anal. Chim Acta. 620, 8 (2008).
[CrossRef]

H. Zhu, I. M. White, J. D. Suter, P. S. Dale, and X. Fan, Opt. Express 15, 9139 (2007).
[CrossRef]

Testa, G.

G. Testa, Y. Huang, P. M. Sarro, L. Zeni, and R. Bernini, Appl. Phys. Lett. 97, 131110 (2010).
[CrossRef]

Thurmer, D. J.

A. Bernardi, S. Kiravittaya, A. Rastelli, R. Songmuang, D. J. Thurmer, M. Benyoucef, and O. G. Schmidt, Appl. Phys. Lett. 93, 094106 (2008).
[CrossRef]

Tu, X.

X. W. Zhang, H. Li, X. Tu, X. Wu, L. Y. Liu, and L. Xu, J. Opt. Soc. Am. B 28, 483 (2011).
[CrossRef]

H. Li, L. Shang, X. Tu, L. Y. Liu, and L. Xu, J. Am. Chem. Soc. 131, 16612 (2009).
[CrossRef]

White, I. M.

X. Fan and I. M. White, Nature Photon. 5, 591 (2011).
[CrossRef]

X. Fan, I. M. White, S. I. Shopova, H. Zhu, J. D. Suter, and Y. Sun, Anal. Chim Acta. 620, 8 (2008).
[CrossRef]

H. Zhu, I. M. White, J. D. Suter, M. Zourob, and X. Fan, Analyst 133, 356 (2008).
[CrossRef]

I. M. White, H. Zhu, J. Suter, N. M. Hanumegowda, H. Oveys, M. Zourob, and X. D. Fan, IEEE Sens. J. 7, 28 (2007).
[CrossRef]

H. Zhu, I. M. White, J. D. Suter, P. S. Dale, and X. Fan, Opt. Express 15, 9139 (2007).
[CrossRef]

I. M. White, H. Ovey, and X. Fan, Opt. Lett. 31, 1319 (2006).
[CrossRef]

I. M. White, N. M. Hanumegowda, and X. Fan, Opt. Lett. 30, 3189 (2005).
[CrossRef]

Windeler, R. S.

Wu, X.

Xu, L.

Zeni, L.

G. Testa, Y. Huang, P. M. Sarro, L. Zeni, and R. Bernini, Appl. Phys. Lett. 97, 131110 (2010).
[CrossRef]

Zhang, X.

Zhang, X. W.

Zhu, H.

X. Fan, I. M. White, S. I. Shopova, H. Zhu, J. D. Suter, and Y. Sun, Anal. Chim Acta. 620, 8 (2008).
[CrossRef]

H. Zhu, I. M. White, J. D. Suter, M. Zourob, and X. Fan, Analyst 133, 356 (2008).
[CrossRef]

I. M. White, H. Zhu, J. Suter, N. M. Hanumegowda, H. Oveys, M. Zourob, and X. D. Fan, IEEE Sens. J. 7, 28 (2007).
[CrossRef]

H. Zhu, I. M. White, J. D. Suter, P. S. Dale, and X. Fan, Opt. Express 15, 9139 (2007).
[CrossRef]

Zourob, M.

H. Zhu, I. M. White, J. D. Suter, M. Zourob, and X. Fan, Analyst 133, 356 (2008).
[CrossRef]

I. M. White, H. Zhu, J. Suter, N. M. Hanumegowda, H. Oveys, M. Zourob, and X. D. Fan, IEEE Sens. J. 7, 28 (2007).
[CrossRef]

Anal. Chim Acta. (1)

X. Fan, I. M. White, S. I. Shopova, H. Zhu, J. D. Suter, and Y. Sun, Anal. Chim Acta. 620, 8 (2008).
[CrossRef]

Analyst (1)

H. Zhu, I. M. White, J. D. Suter, M. Zourob, and X. Fan, Analyst 133, 356 (2008).
[CrossRef]

Appl. Phys. Lett. (3)

A. Bernardi, S. Kiravittaya, A. Rastelli, R. Songmuang, D. J. Thurmer, M. Benyoucef, and O. G. Schmidt, Appl. Phys. Lett. 93, 094106 (2008).
[CrossRef]

H. Li and X. Fan, Appl. Phys. Lett. 97, 011105 (2010).
[CrossRef]

G. Testa, Y. Huang, P. M. Sarro, L. Zeni, and R. Bernini, Appl. Phys. Lett. 97, 131110 (2010).
[CrossRef]

IEEE Sens. J. (1)

I. M. White, H. Zhu, J. Suter, N. M. Hanumegowda, H. Oveys, M. Zourob, and X. D. Fan, IEEE Sens. J. 7, 28 (2007).
[CrossRef]

J. Am. Chem. Soc. (1)

H. Li, L. Shang, X. Tu, L. Y. Liu, and L. Xu, J. Am. Chem. Soc. 131, 16612 (2009).
[CrossRef]

J. Opt. Soc. Am. B (1)

Nature Photon. (1)

X. Fan and I. M. White, Nature Photon. 5, 591 (2011).
[CrossRef]

Opt. Express (3)

Opt. Lett. (5)

Cited By

OSA participates in CrossRef's Cited-By Linking service. Citing articles from OSA journals and other participating publishers are listed here.

Alert me when this article is cited.


Metrics