Abstract

We experimentally demonstrate simultaneous selective detection of xylene and trichloroethylene (TCE) using multiplexed photonic crystal waveguides (PCWs) by near-infrared optical absorption spectroscopy on a chip. Based on the slow light effect of photonic crystal structure, the sensitivity of our device is enhanced to 1 ppb (v/v) for xylene and 10 ppb (v/v) for TCE in water. Multiplexing is enabled by multimode interference power splitters and Y-combiners that integrate multiple PCWs on a silicon chip in a silicon-on-insulator platform.

© 2013 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. M. Lackner, Rev. Chem. Eng. 23, 65 (2007).
    [CrossRef]
  2. F. Adler, P. Maslowski, A. Foltynowicz, K. C. Cossel, T. C. Briles, I. Hartl, and J. Ye, Opt. Express 18, 21861 (2010).
    [CrossRef]
  3. W.-C. Lai, S. Chakravarty, X. Wang, C. Lin, and R. T. Chen, Appl. Phys. Lett. 98, 023304 (2011).
    [CrossRef]
  4. W.-C. Lai, S. Chakravarty, X. Wang, C. Lin, and R. T. Chen, Opt. Lett. 36, 984 (2011).
    [CrossRef]
  5. K. M. G. Lima, I. M. Raimundo, and M. F. Pimentel, Sens. Actuators B 125, 229 (2007).
    [CrossRef]
  6. J. Buerck, S. Roth, K. Kraemer, M. Scholz, and N. Klaas, J. Hazard. Mater. 83, 11 (2001).
    [CrossRef]
  7. K. Reddy, Y. Guo, J. Liu, W. Lee, M. K. K. Oo, and X. Fan, Lab Chip 12, 901 (2012).
    [CrossRef]
  8. C.-J. Lu, W. H. Steinecker, W.-C. Tian, M. C. Oborny, J. M. Nichols, M. Agah, J. A. Potkay, H. K. L. Chan, J. Driscoll, R. D. Sacks, K. D. Wise, S. W. Pang, and E. T. Zellers, Lab Chip 5, 1123 (2005).
    [CrossRef]
  9. M. Girschikofsky, M. Rosenberger, S. Belle, M. Brutschy, S. R. Waldvogel, and R. Hellmann, Sens. Actuators B 171–172, 338 (2012).
    [CrossRef]
  10. R. St-Gelais, G. Mackey, J. Saunders, J. Zhou, A. Leblanc-Hotte, A. Poulin, J. A. Barnes, H.-P. Loock, R. S. Brown, and Y.-A. Peter, Sens. Actuators B 182, 45 (2013).
    [CrossRef]
  11. M. Deng, C.-P. Tang, T. Zhu, Y.-J. Rao, L.-C. Xu, and M. Han, Appl. Opt. 49, 1593 (2010).
    [CrossRef]
  12. Q.-Y. Cai and E. T. Zellers, Anal. Chem. 74, 3533 (2002).
    [CrossRef]
  13. D. Matatagui, J. Marti, M. J. Fernandez, J. L. Fontecha, J. Gutierrez, I. Gracia, C. Cane, and M. C. Horrillo, Sens. Anal. Chem. 154, 199 (2011).
  14. J. Liu, Y. Sun, D. J. Howard, G. Frye-Mason, A. K. Thompson, S.-J. Ja, S.-K. Wang, M. Bai, H. Taub, M. Almasri, and X. Fan, Anal. Chem. 82, 4370 (2010).
    [CrossRef]
  15. N. A. Mortensen and S. S. Xiao, Appl. Phys. Lett. 90, 141108 (2007).
    [CrossRef]
  16. M. Notomi, K. Yamada, A. Shinya, J. Takahashi, C. Takahashi, and I. Yokohama, Phys. Rev. Lett. 87, 253902 (2001).
    [CrossRef]
  17. X. Xu, H. Subbaraman, J. Covey, D. Kwong, A. Hosseini, and R. T. Chen, Appl. Phys. Lett. 101, 031109 (2012).
    [CrossRef]
  18. S. H. Tao, Q. Fang, J. F. Song, M. B. Yu, G. Q. Lo, and D. L. Kwong, Opt. Express 16, 26 (2008).
  19. A. C. R. Pipino, J. P. M. Hoefnagels, and N. Watanabe, J. Chem. Phys. 120, 2879 (2004).
    [CrossRef]
  20. D. A. Burns, Handbook of Near-Infrared Analysis, 3rd ed. (Taylor & Francis Ltd., 2007).
  21. C.-Y. Lin, X. Wang, S. Chakravarty, B. S. Lee, W.-C. Lai, and R. T. Chen, Appl. Phys. Lett. 97, 183302 (2010).
    [CrossRef]
  22. J. Hue, M. Dupoy, T. Bordy, R. Rousier, S. Vignoud, B. Schaerer, T.-H. Tran-Thi, C. Rivron, L. Mugherli, and P. Karpe, “Benzene and xylene detection by absorbance in the range of 10–100 ppb application: quality of indoor air,” http://dx.doi.org/10.1016/j.snb.2013.03.047 (2013).
  23. A. Hosseini, D. Kwong, C. Lin, B. S. Lee, and R. T. Chen, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 16, 61 (2010).
    [CrossRef]

2013 (1)

R. St-Gelais, G. Mackey, J. Saunders, J. Zhou, A. Leblanc-Hotte, A. Poulin, J. A. Barnes, H.-P. Loock, R. S. Brown, and Y.-A. Peter, Sens. Actuators B 182, 45 (2013).
[CrossRef]

2012 (3)

M. Girschikofsky, M. Rosenberger, S. Belle, M. Brutschy, S. R. Waldvogel, and R. Hellmann, Sens. Actuators B 171–172, 338 (2012).
[CrossRef]

K. Reddy, Y. Guo, J. Liu, W. Lee, M. K. K. Oo, and X. Fan, Lab Chip 12, 901 (2012).
[CrossRef]

X. Xu, H. Subbaraman, J. Covey, D. Kwong, A. Hosseini, and R. T. Chen, Appl. Phys. Lett. 101, 031109 (2012).
[CrossRef]

2011 (3)

W.-C. Lai, S. Chakravarty, X. Wang, C. Lin, and R. T. Chen, Opt. Lett. 36, 984 (2011).
[CrossRef]

W.-C. Lai, S. Chakravarty, X. Wang, C. Lin, and R. T. Chen, Appl. Phys. Lett. 98, 023304 (2011).
[CrossRef]

D. Matatagui, J. Marti, M. J. Fernandez, J. L. Fontecha, J. Gutierrez, I. Gracia, C. Cane, and M. C. Horrillo, Sens. Anal. Chem. 154, 199 (2011).

2010 (5)

J. Liu, Y. Sun, D. J. Howard, G. Frye-Mason, A. K. Thompson, S.-J. Ja, S.-K. Wang, M. Bai, H. Taub, M. Almasri, and X. Fan, Anal. Chem. 82, 4370 (2010).
[CrossRef]

C.-Y. Lin, X. Wang, S. Chakravarty, B. S. Lee, W.-C. Lai, and R. T. Chen, Appl. Phys. Lett. 97, 183302 (2010).
[CrossRef]

A. Hosseini, D. Kwong, C. Lin, B. S. Lee, and R. T. Chen, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 16, 61 (2010).
[CrossRef]

M. Deng, C.-P. Tang, T. Zhu, Y.-J. Rao, L.-C. Xu, and M. Han, Appl. Opt. 49, 1593 (2010).
[CrossRef]

F. Adler, P. Maslowski, A. Foltynowicz, K. C. Cossel, T. C. Briles, I. Hartl, and J. Ye, Opt. Express 18, 21861 (2010).
[CrossRef]

2008 (1)

S. H. Tao, Q. Fang, J. F. Song, M. B. Yu, G. Q. Lo, and D. L. Kwong, Opt. Express 16, 26 (2008).

2007 (3)

N. A. Mortensen and S. S. Xiao, Appl. Phys. Lett. 90, 141108 (2007).
[CrossRef]

K. M. G. Lima, I. M. Raimundo, and M. F. Pimentel, Sens. Actuators B 125, 229 (2007).
[CrossRef]

M. Lackner, Rev. Chem. Eng. 23, 65 (2007).
[CrossRef]

2005 (1)

C.-J. Lu, W. H. Steinecker, W.-C. Tian, M. C. Oborny, J. M. Nichols, M. Agah, J. A. Potkay, H. K. L. Chan, J. Driscoll, R. D. Sacks, K. D. Wise, S. W. Pang, and E. T. Zellers, Lab Chip 5, 1123 (2005).
[CrossRef]

2004 (1)

A. C. R. Pipino, J. P. M. Hoefnagels, and N. Watanabe, J. Chem. Phys. 120, 2879 (2004).
[CrossRef]

2002 (1)

Q.-Y. Cai and E. T. Zellers, Anal. Chem. 74, 3533 (2002).
[CrossRef]

2001 (2)

J. Buerck, S. Roth, K. Kraemer, M. Scholz, and N. Klaas, J. Hazard. Mater. 83, 11 (2001).
[CrossRef]

M. Notomi, K. Yamada, A. Shinya, J. Takahashi, C. Takahashi, and I. Yokohama, Phys. Rev. Lett. 87, 253902 (2001).
[CrossRef]

Adler, F.

Agah, M.

C.-J. Lu, W. H. Steinecker, W.-C. Tian, M. C. Oborny, J. M. Nichols, M. Agah, J. A. Potkay, H. K. L. Chan, J. Driscoll, R. D. Sacks, K. D. Wise, S. W. Pang, and E. T. Zellers, Lab Chip 5, 1123 (2005).
[CrossRef]

Almasri, M.

J. Liu, Y. Sun, D. J. Howard, G. Frye-Mason, A. K. Thompson, S.-J. Ja, S.-K. Wang, M. Bai, H. Taub, M. Almasri, and X. Fan, Anal. Chem. 82, 4370 (2010).
[CrossRef]

Bai, M.

J. Liu, Y. Sun, D. J. Howard, G. Frye-Mason, A. K. Thompson, S.-J. Ja, S.-K. Wang, M. Bai, H. Taub, M. Almasri, and X. Fan, Anal. Chem. 82, 4370 (2010).
[CrossRef]

Barnes, J. A.

R. St-Gelais, G. Mackey, J. Saunders, J. Zhou, A. Leblanc-Hotte, A. Poulin, J. A. Barnes, H.-P. Loock, R. S. Brown, and Y.-A. Peter, Sens. Actuators B 182, 45 (2013).
[CrossRef]

Belle, S.

M. Girschikofsky, M. Rosenberger, S. Belle, M. Brutschy, S. R. Waldvogel, and R. Hellmann, Sens. Actuators B 171–172, 338 (2012).
[CrossRef]

Briles, T. C.

Brown, R. S.

R. St-Gelais, G. Mackey, J. Saunders, J. Zhou, A. Leblanc-Hotte, A. Poulin, J. A. Barnes, H.-P. Loock, R. S. Brown, and Y.-A. Peter, Sens. Actuators B 182, 45 (2013).
[CrossRef]

Brutschy, M.

M. Girschikofsky, M. Rosenberger, S. Belle, M. Brutschy, S. R. Waldvogel, and R. Hellmann, Sens. Actuators B 171–172, 338 (2012).
[CrossRef]

Buerck, J.

J. Buerck, S. Roth, K. Kraemer, M. Scholz, and N. Klaas, J. Hazard. Mater. 83, 11 (2001).
[CrossRef]

Burns, D. A.

D. A. Burns, Handbook of Near-Infrared Analysis, 3rd ed. (Taylor & Francis Ltd., 2007).

Cai, Q.-Y.

Q.-Y. Cai and E. T. Zellers, Anal. Chem. 74, 3533 (2002).
[CrossRef]

Cane, C.

D. Matatagui, J. Marti, M. J. Fernandez, J. L. Fontecha, J. Gutierrez, I. Gracia, C. Cane, and M. C. Horrillo, Sens. Anal. Chem. 154, 199 (2011).

Chakravarty, S.

W.-C. Lai, S. Chakravarty, X. Wang, C. Lin, and R. T. Chen, Opt. Lett. 36, 984 (2011).
[CrossRef]

W.-C. Lai, S. Chakravarty, X. Wang, C. Lin, and R. T. Chen, Appl. Phys. Lett. 98, 023304 (2011).
[CrossRef]

C.-Y. Lin, X. Wang, S. Chakravarty, B. S. Lee, W.-C. Lai, and R. T. Chen, Appl. Phys. Lett. 97, 183302 (2010).
[CrossRef]

Chan, H. K. L.

C.-J. Lu, W. H. Steinecker, W.-C. Tian, M. C. Oborny, J. M. Nichols, M. Agah, J. A. Potkay, H. K. L. Chan, J. Driscoll, R. D. Sacks, K. D. Wise, S. W. Pang, and E. T. Zellers, Lab Chip 5, 1123 (2005).
[CrossRef]

Chen, R. T.

X. Xu, H. Subbaraman, J. Covey, D. Kwong, A. Hosseini, and R. T. Chen, Appl. Phys. Lett. 101, 031109 (2012).
[CrossRef]

W.-C. Lai, S. Chakravarty, X. Wang, C. Lin, and R. T. Chen, Opt. Lett. 36, 984 (2011).
[CrossRef]

W.-C. Lai, S. Chakravarty, X. Wang, C. Lin, and R. T. Chen, Appl. Phys. Lett. 98, 023304 (2011).
[CrossRef]

C.-Y. Lin, X. Wang, S. Chakravarty, B. S. Lee, W.-C. Lai, and R. T. Chen, Appl. Phys. Lett. 97, 183302 (2010).
[CrossRef]

A. Hosseini, D. Kwong, C. Lin, B. S. Lee, and R. T. Chen, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 16, 61 (2010).
[CrossRef]

Cossel, K. C.

Covey, J.

X. Xu, H. Subbaraman, J. Covey, D. Kwong, A. Hosseini, and R. T. Chen, Appl. Phys. Lett. 101, 031109 (2012).
[CrossRef]

Deng, M.

Driscoll, J.

C.-J. Lu, W. H. Steinecker, W.-C. Tian, M. C. Oborny, J. M. Nichols, M. Agah, J. A. Potkay, H. K. L. Chan, J. Driscoll, R. D. Sacks, K. D. Wise, S. W. Pang, and E. T. Zellers, Lab Chip 5, 1123 (2005).
[CrossRef]

Fan, X.

K. Reddy, Y. Guo, J. Liu, W. Lee, M. K. K. Oo, and X. Fan, Lab Chip 12, 901 (2012).
[CrossRef]

J. Liu, Y. Sun, D. J. Howard, G. Frye-Mason, A. K. Thompson, S.-J. Ja, S.-K. Wang, M. Bai, H. Taub, M. Almasri, and X. Fan, Anal. Chem. 82, 4370 (2010).
[CrossRef]

Fang, Q.

S. H. Tao, Q. Fang, J. F. Song, M. B. Yu, G. Q. Lo, and D. L. Kwong, Opt. Express 16, 26 (2008).

Fernandez, M. J.

D. Matatagui, J. Marti, M. J. Fernandez, J. L. Fontecha, J. Gutierrez, I. Gracia, C. Cane, and M. C. Horrillo, Sens. Anal. Chem. 154, 199 (2011).

Foltynowicz, A.

Fontecha, J. L.

D. Matatagui, J. Marti, M. J. Fernandez, J. L. Fontecha, J. Gutierrez, I. Gracia, C. Cane, and M. C. Horrillo, Sens. Anal. Chem. 154, 199 (2011).

Frye-Mason, G.

J. Liu, Y. Sun, D. J. Howard, G. Frye-Mason, A. K. Thompson, S.-J. Ja, S.-K. Wang, M. Bai, H. Taub, M. Almasri, and X. Fan, Anal. Chem. 82, 4370 (2010).
[CrossRef]

Girschikofsky, M.

M. Girschikofsky, M. Rosenberger, S. Belle, M. Brutschy, S. R. Waldvogel, and R. Hellmann, Sens. Actuators B 171–172, 338 (2012).
[CrossRef]

Gracia, I.

D. Matatagui, J. Marti, M. J. Fernandez, J. L. Fontecha, J. Gutierrez, I. Gracia, C. Cane, and M. C. Horrillo, Sens. Anal. Chem. 154, 199 (2011).

Guo, Y.

K. Reddy, Y. Guo, J. Liu, W. Lee, M. K. K. Oo, and X. Fan, Lab Chip 12, 901 (2012).
[CrossRef]

Gutierrez, J.

D. Matatagui, J. Marti, M. J. Fernandez, J. L. Fontecha, J. Gutierrez, I. Gracia, C. Cane, and M. C. Horrillo, Sens. Anal. Chem. 154, 199 (2011).

Han, M.

Hartl, I.

Hellmann, R.

M. Girschikofsky, M. Rosenberger, S. Belle, M. Brutschy, S. R. Waldvogel, and R. Hellmann, Sens. Actuators B 171–172, 338 (2012).
[CrossRef]

Hoefnagels, J. P. M.

A. C. R. Pipino, J. P. M. Hoefnagels, and N. Watanabe, J. Chem. Phys. 120, 2879 (2004).
[CrossRef]

Horrillo, M. C.

D. Matatagui, J. Marti, M. J. Fernandez, J. L. Fontecha, J. Gutierrez, I. Gracia, C. Cane, and M. C. Horrillo, Sens. Anal. Chem. 154, 199 (2011).

Hosseini, A.

X. Xu, H. Subbaraman, J. Covey, D. Kwong, A. Hosseini, and R. T. Chen, Appl. Phys. Lett. 101, 031109 (2012).
[CrossRef]

A. Hosseini, D. Kwong, C. Lin, B. S. Lee, and R. T. Chen, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 16, 61 (2010).
[CrossRef]

Howard, D. J.

J. Liu, Y. Sun, D. J. Howard, G. Frye-Mason, A. K. Thompson, S.-J. Ja, S.-K. Wang, M. Bai, H. Taub, M. Almasri, and X. Fan, Anal. Chem. 82, 4370 (2010).
[CrossRef]

Ja, S.-J.

J. Liu, Y. Sun, D. J. Howard, G. Frye-Mason, A. K. Thompson, S.-J. Ja, S.-K. Wang, M. Bai, H. Taub, M. Almasri, and X. Fan, Anal. Chem. 82, 4370 (2010).
[CrossRef]

Klaas, N.

J. Buerck, S. Roth, K. Kraemer, M. Scholz, and N. Klaas, J. Hazard. Mater. 83, 11 (2001).
[CrossRef]

Kraemer, K.

J. Buerck, S. Roth, K. Kraemer, M. Scholz, and N. Klaas, J. Hazard. Mater. 83, 11 (2001).
[CrossRef]

Kwong, D.

X. Xu, H. Subbaraman, J. Covey, D. Kwong, A. Hosseini, and R. T. Chen, Appl. Phys. Lett. 101, 031109 (2012).
[CrossRef]

A. Hosseini, D. Kwong, C. Lin, B. S. Lee, and R. T. Chen, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 16, 61 (2010).
[CrossRef]

Kwong, D. L.

S. H. Tao, Q. Fang, J. F. Song, M. B. Yu, G. Q. Lo, and D. L. Kwong, Opt. Express 16, 26 (2008).

Lackner, M.

M. Lackner, Rev. Chem. Eng. 23, 65 (2007).
[CrossRef]

Lai, W.-C.

W.-C. Lai, S. Chakravarty, X. Wang, C. Lin, and R. T. Chen, Appl. Phys. Lett. 98, 023304 (2011).
[CrossRef]

W.-C. Lai, S. Chakravarty, X. Wang, C. Lin, and R. T. Chen, Opt. Lett. 36, 984 (2011).
[CrossRef]

C.-Y. Lin, X. Wang, S. Chakravarty, B. S. Lee, W.-C. Lai, and R. T. Chen, Appl. Phys. Lett. 97, 183302 (2010).
[CrossRef]

Leblanc-Hotte, A.

R. St-Gelais, G. Mackey, J. Saunders, J. Zhou, A. Leblanc-Hotte, A. Poulin, J. A. Barnes, H.-P. Loock, R. S. Brown, and Y.-A. Peter, Sens. Actuators B 182, 45 (2013).
[CrossRef]

Lee, B. S.

C.-Y. Lin, X. Wang, S. Chakravarty, B. S. Lee, W.-C. Lai, and R. T. Chen, Appl. Phys. Lett. 97, 183302 (2010).
[CrossRef]

A. Hosseini, D. Kwong, C. Lin, B. S. Lee, and R. T. Chen, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 16, 61 (2010).
[CrossRef]

Lee, W.

K. Reddy, Y. Guo, J. Liu, W. Lee, M. K. K. Oo, and X. Fan, Lab Chip 12, 901 (2012).
[CrossRef]

Lima, K. M. G.

K. M. G. Lima, I. M. Raimundo, and M. F. Pimentel, Sens. Actuators B 125, 229 (2007).
[CrossRef]

Lin, C.

W.-C. Lai, S. Chakravarty, X. Wang, C. Lin, and R. T. Chen, Appl. Phys. Lett. 98, 023304 (2011).
[CrossRef]

W.-C. Lai, S. Chakravarty, X. Wang, C. Lin, and R. T. Chen, Opt. Lett. 36, 984 (2011).
[CrossRef]

A. Hosseini, D. Kwong, C. Lin, B. S. Lee, and R. T. Chen, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 16, 61 (2010).
[CrossRef]

Lin, C.-Y.

C.-Y. Lin, X. Wang, S. Chakravarty, B. S. Lee, W.-C. Lai, and R. T. Chen, Appl. Phys. Lett. 97, 183302 (2010).
[CrossRef]

Liu, J.

K. Reddy, Y. Guo, J. Liu, W. Lee, M. K. K. Oo, and X. Fan, Lab Chip 12, 901 (2012).
[CrossRef]

J. Liu, Y. Sun, D. J. Howard, G. Frye-Mason, A. K. Thompson, S.-J. Ja, S.-K. Wang, M. Bai, H. Taub, M. Almasri, and X. Fan, Anal. Chem. 82, 4370 (2010).
[CrossRef]

Lo, G. Q.

S. H. Tao, Q. Fang, J. F. Song, M. B. Yu, G. Q. Lo, and D. L. Kwong, Opt. Express 16, 26 (2008).

Loock, H.-P.

R. St-Gelais, G. Mackey, J. Saunders, J. Zhou, A. Leblanc-Hotte, A. Poulin, J. A. Barnes, H.-P. Loock, R. S. Brown, and Y.-A. Peter, Sens. Actuators B 182, 45 (2013).
[CrossRef]

Lu, C.-J.

C.-J. Lu, W. H. Steinecker, W.-C. Tian, M. C. Oborny, J. M. Nichols, M. Agah, J. A. Potkay, H. K. L. Chan, J. Driscoll, R. D. Sacks, K. D. Wise, S. W. Pang, and E. T. Zellers, Lab Chip 5, 1123 (2005).
[CrossRef]

Mackey, G.

R. St-Gelais, G. Mackey, J. Saunders, J. Zhou, A. Leblanc-Hotte, A. Poulin, J. A. Barnes, H.-P. Loock, R. S. Brown, and Y.-A. Peter, Sens. Actuators B 182, 45 (2013).
[CrossRef]

Marti, J.

D. Matatagui, J. Marti, M. J. Fernandez, J. L. Fontecha, J. Gutierrez, I. Gracia, C. Cane, and M. C. Horrillo, Sens. Anal. Chem. 154, 199 (2011).

Maslowski, P.

Matatagui, D.

D. Matatagui, J. Marti, M. J. Fernandez, J. L. Fontecha, J. Gutierrez, I. Gracia, C. Cane, and M. C. Horrillo, Sens. Anal. Chem. 154, 199 (2011).

Mortensen, N. A.

N. A. Mortensen and S. S. Xiao, Appl. Phys. Lett. 90, 141108 (2007).
[CrossRef]

Nichols, J. M.

C.-J. Lu, W. H. Steinecker, W.-C. Tian, M. C. Oborny, J. M. Nichols, M. Agah, J. A. Potkay, H. K. L. Chan, J. Driscoll, R. D. Sacks, K. D. Wise, S. W. Pang, and E. T. Zellers, Lab Chip 5, 1123 (2005).
[CrossRef]

Notomi, M.

M. Notomi, K. Yamada, A. Shinya, J. Takahashi, C. Takahashi, and I. Yokohama, Phys. Rev. Lett. 87, 253902 (2001).
[CrossRef]

Oborny, M. C.

C.-J. Lu, W. H. Steinecker, W.-C. Tian, M. C. Oborny, J. M. Nichols, M. Agah, J. A. Potkay, H. K. L. Chan, J. Driscoll, R. D. Sacks, K. D. Wise, S. W. Pang, and E. T. Zellers, Lab Chip 5, 1123 (2005).
[CrossRef]

Oo, M. K. K.

K. Reddy, Y. Guo, J. Liu, W. Lee, M. K. K. Oo, and X. Fan, Lab Chip 12, 901 (2012).
[CrossRef]

Pang, S. W.

C.-J. Lu, W. H. Steinecker, W.-C. Tian, M. C. Oborny, J. M. Nichols, M. Agah, J. A. Potkay, H. K. L. Chan, J. Driscoll, R. D. Sacks, K. D. Wise, S. W. Pang, and E. T. Zellers, Lab Chip 5, 1123 (2005).
[CrossRef]

Peter, Y.-A.

R. St-Gelais, G. Mackey, J. Saunders, J. Zhou, A. Leblanc-Hotte, A. Poulin, J. A. Barnes, H.-P. Loock, R. S. Brown, and Y.-A. Peter, Sens. Actuators B 182, 45 (2013).
[CrossRef]

Pimentel, M. F.

K. M. G. Lima, I. M. Raimundo, and M. F. Pimentel, Sens. Actuators B 125, 229 (2007).
[CrossRef]

Pipino, A. C. R.

A. C. R. Pipino, J. P. M. Hoefnagels, and N. Watanabe, J. Chem. Phys. 120, 2879 (2004).
[CrossRef]

Potkay, J. A.

C.-J. Lu, W. H. Steinecker, W.-C. Tian, M. C. Oborny, J. M. Nichols, M. Agah, J. A. Potkay, H. K. L. Chan, J. Driscoll, R. D. Sacks, K. D. Wise, S. W. Pang, and E. T. Zellers, Lab Chip 5, 1123 (2005).
[CrossRef]

Poulin, A.

R. St-Gelais, G. Mackey, J. Saunders, J. Zhou, A. Leblanc-Hotte, A. Poulin, J. A. Barnes, H.-P. Loock, R. S. Brown, and Y.-A. Peter, Sens. Actuators B 182, 45 (2013).
[CrossRef]

Raimundo, I. M.

K. M. G. Lima, I. M. Raimundo, and M. F. Pimentel, Sens. Actuators B 125, 229 (2007).
[CrossRef]

Rao, Y.-J.

Reddy, K.

K. Reddy, Y. Guo, J. Liu, W. Lee, M. K. K. Oo, and X. Fan, Lab Chip 12, 901 (2012).
[CrossRef]

Rosenberger, M.

M. Girschikofsky, M. Rosenberger, S. Belle, M. Brutschy, S. R. Waldvogel, and R. Hellmann, Sens. Actuators B 171–172, 338 (2012).
[CrossRef]

Roth, S.

J. Buerck, S. Roth, K. Kraemer, M. Scholz, and N. Klaas, J. Hazard. Mater. 83, 11 (2001).
[CrossRef]

Sacks, R. D.

C.-J. Lu, W. H. Steinecker, W.-C. Tian, M. C. Oborny, J. M. Nichols, M. Agah, J. A. Potkay, H. K. L. Chan, J. Driscoll, R. D. Sacks, K. D. Wise, S. W. Pang, and E. T. Zellers, Lab Chip 5, 1123 (2005).
[CrossRef]

Saunders, J.

R. St-Gelais, G. Mackey, J. Saunders, J. Zhou, A. Leblanc-Hotte, A. Poulin, J. A. Barnes, H.-P. Loock, R. S. Brown, and Y.-A. Peter, Sens. Actuators B 182, 45 (2013).
[CrossRef]

Scholz, M.

J. Buerck, S. Roth, K. Kraemer, M. Scholz, and N. Klaas, J. Hazard. Mater. 83, 11 (2001).
[CrossRef]

Shinya, A.

M. Notomi, K. Yamada, A. Shinya, J. Takahashi, C. Takahashi, and I. Yokohama, Phys. Rev. Lett. 87, 253902 (2001).
[CrossRef]

Song, J. F.

S. H. Tao, Q. Fang, J. F. Song, M. B. Yu, G. Q. Lo, and D. L. Kwong, Opt. Express 16, 26 (2008).

Steinecker, W. H.

C.-J. Lu, W. H. Steinecker, W.-C. Tian, M. C. Oborny, J. M. Nichols, M. Agah, J. A. Potkay, H. K. L. Chan, J. Driscoll, R. D. Sacks, K. D. Wise, S. W. Pang, and E. T. Zellers, Lab Chip 5, 1123 (2005).
[CrossRef]

St-Gelais, R.

R. St-Gelais, G. Mackey, J. Saunders, J. Zhou, A. Leblanc-Hotte, A. Poulin, J. A. Barnes, H.-P. Loock, R. S. Brown, and Y.-A. Peter, Sens. Actuators B 182, 45 (2013).
[CrossRef]

Subbaraman, H.

X. Xu, H. Subbaraman, J. Covey, D. Kwong, A. Hosseini, and R. T. Chen, Appl. Phys. Lett. 101, 031109 (2012).
[CrossRef]

Sun, Y.

J. Liu, Y. Sun, D. J. Howard, G. Frye-Mason, A. K. Thompson, S.-J. Ja, S.-K. Wang, M. Bai, H. Taub, M. Almasri, and X. Fan, Anal. Chem. 82, 4370 (2010).
[CrossRef]

Takahashi, C.

M. Notomi, K. Yamada, A. Shinya, J. Takahashi, C. Takahashi, and I. Yokohama, Phys. Rev. Lett. 87, 253902 (2001).
[CrossRef]

Takahashi, J.

M. Notomi, K. Yamada, A. Shinya, J. Takahashi, C. Takahashi, and I. Yokohama, Phys. Rev. Lett. 87, 253902 (2001).
[CrossRef]

Tang, C.-P.

Tao, S. H.

S. H. Tao, Q. Fang, J. F. Song, M. B. Yu, G. Q. Lo, and D. L. Kwong, Opt. Express 16, 26 (2008).

Taub, H.

J. Liu, Y. Sun, D. J. Howard, G. Frye-Mason, A. K. Thompson, S.-J. Ja, S.-K. Wang, M. Bai, H. Taub, M. Almasri, and X. Fan, Anal. Chem. 82, 4370 (2010).
[CrossRef]

Thompson, A. K.

J. Liu, Y. Sun, D. J. Howard, G. Frye-Mason, A. K. Thompson, S.-J. Ja, S.-K. Wang, M. Bai, H. Taub, M. Almasri, and X. Fan, Anal. Chem. 82, 4370 (2010).
[CrossRef]

Tian, W.-C.

C.-J. Lu, W. H. Steinecker, W.-C. Tian, M. C. Oborny, J. M. Nichols, M. Agah, J. A. Potkay, H. K. L. Chan, J. Driscoll, R. D. Sacks, K. D. Wise, S. W. Pang, and E. T. Zellers, Lab Chip 5, 1123 (2005).
[CrossRef]

Waldvogel, S. R.

M. Girschikofsky, M. Rosenberger, S. Belle, M. Brutschy, S. R. Waldvogel, and R. Hellmann, Sens. Actuators B 171–172, 338 (2012).
[CrossRef]

Wang, S.-K.

J. Liu, Y. Sun, D. J. Howard, G. Frye-Mason, A. K. Thompson, S.-J. Ja, S.-K. Wang, M. Bai, H. Taub, M. Almasri, and X. Fan, Anal. Chem. 82, 4370 (2010).
[CrossRef]

Wang, X.

W.-C. Lai, S. Chakravarty, X. Wang, C. Lin, and R. T. Chen, Appl. Phys. Lett. 98, 023304 (2011).
[CrossRef]

W.-C. Lai, S. Chakravarty, X. Wang, C. Lin, and R. T. Chen, Opt. Lett. 36, 984 (2011).
[CrossRef]

C.-Y. Lin, X. Wang, S. Chakravarty, B. S. Lee, W.-C. Lai, and R. T. Chen, Appl. Phys. Lett. 97, 183302 (2010).
[CrossRef]

Watanabe, N.

A. C. R. Pipino, J. P. M. Hoefnagels, and N. Watanabe, J. Chem. Phys. 120, 2879 (2004).
[CrossRef]

Wise, K. D.

C.-J. Lu, W. H. Steinecker, W.-C. Tian, M. C. Oborny, J. M. Nichols, M. Agah, J. A. Potkay, H. K. L. Chan, J. Driscoll, R. D. Sacks, K. D. Wise, S. W. Pang, and E. T. Zellers, Lab Chip 5, 1123 (2005).
[CrossRef]

Xiao, S. S.

N. A. Mortensen and S. S. Xiao, Appl. Phys. Lett. 90, 141108 (2007).
[CrossRef]

Xu, L.-C.

Xu, X.

X. Xu, H. Subbaraman, J. Covey, D. Kwong, A. Hosseini, and R. T. Chen, Appl. Phys. Lett. 101, 031109 (2012).
[CrossRef]

Yamada, K.

M. Notomi, K. Yamada, A. Shinya, J. Takahashi, C. Takahashi, and I. Yokohama, Phys. Rev. Lett. 87, 253902 (2001).
[CrossRef]

Ye, J.

Yokohama, I.

M. Notomi, K. Yamada, A. Shinya, J. Takahashi, C. Takahashi, and I. Yokohama, Phys. Rev. Lett. 87, 253902 (2001).
[CrossRef]

Yu, M. B.

S. H. Tao, Q. Fang, J. F. Song, M. B. Yu, G. Q. Lo, and D. L. Kwong, Opt. Express 16, 26 (2008).

Zellers, E. T.

C.-J. Lu, W. H. Steinecker, W.-C. Tian, M. C. Oborny, J. M. Nichols, M. Agah, J. A. Potkay, H. K. L. Chan, J. Driscoll, R. D. Sacks, K. D. Wise, S. W. Pang, and E. T. Zellers, Lab Chip 5, 1123 (2005).
[CrossRef]

Q.-Y. Cai and E. T. Zellers, Anal. Chem. 74, 3533 (2002).
[CrossRef]

Zhou, J.

R. St-Gelais, G. Mackey, J. Saunders, J. Zhou, A. Leblanc-Hotte, A. Poulin, J. A. Barnes, H.-P. Loock, R. S. Brown, and Y.-A. Peter, Sens. Actuators B 182, 45 (2013).
[CrossRef]

Zhu, T.

Anal. Chem. (2)

Q.-Y. Cai and E. T. Zellers, Anal. Chem. 74, 3533 (2002).
[CrossRef]

J. Liu, Y. Sun, D. J. Howard, G. Frye-Mason, A. K. Thompson, S.-J. Ja, S.-K. Wang, M. Bai, H. Taub, M. Almasri, and X. Fan, Anal. Chem. 82, 4370 (2010).
[CrossRef]

Appl. Opt. (1)

Appl. Phys. Lett. (4)

N. A. Mortensen and S. S. Xiao, Appl. Phys. Lett. 90, 141108 (2007).
[CrossRef]

X. Xu, H. Subbaraman, J. Covey, D. Kwong, A. Hosseini, and R. T. Chen, Appl. Phys. Lett. 101, 031109 (2012).
[CrossRef]

C.-Y. Lin, X. Wang, S. Chakravarty, B. S. Lee, W.-C. Lai, and R. T. Chen, Appl. Phys. Lett. 97, 183302 (2010).
[CrossRef]

W.-C. Lai, S. Chakravarty, X. Wang, C. Lin, and R. T. Chen, Appl. Phys. Lett. 98, 023304 (2011).
[CrossRef]

IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. (1)

A. Hosseini, D. Kwong, C. Lin, B. S. Lee, and R. T. Chen, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 16, 61 (2010).
[CrossRef]

J. Chem. Phys. (1)

A. C. R. Pipino, J. P. M. Hoefnagels, and N. Watanabe, J. Chem. Phys. 120, 2879 (2004).
[CrossRef]

J. Hazard. Mater. (1)

J. Buerck, S. Roth, K. Kraemer, M. Scholz, and N. Klaas, J. Hazard. Mater. 83, 11 (2001).
[CrossRef]

Lab Chip (2)

K. Reddy, Y. Guo, J. Liu, W. Lee, M. K. K. Oo, and X. Fan, Lab Chip 12, 901 (2012).
[CrossRef]

C.-J. Lu, W. H. Steinecker, W.-C. Tian, M. C. Oborny, J. M. Nichols, M. Agah, J. A. Potkay, H. K. L. Chan, J. Driscoll, R. D. Sacks, K. D. Wise, S. W. Pang, and E. T. Zellers, Lab Chip 5, 1123 (2005).
[CrossRef]

Opt. Express (2)

S. H. Tao, Q. Fang, J. F. Song, M. B. Yu, G. Q. Lo, and D. L. Kwong, Opt. Express 16, 26 (2008).

F. Adler, P. Maslowski, A. Foltynowicz, K. C. Cossel, T. C. Briles, I. Hartl, and J. Ye, Opt. Express 18, 21861 (2010).
[CrossRef]

Opt. Lett. (1)

Phys. Rev. Lett. (1)

M. Notomi, K. Yamada, A. Shinya, J. Takahashi, C. Takahashi, and I. Yokohama, Phys. Rev. Lett. 87, 253902 (2001).
[CrossRef]

Rev. Chem. Eng. (1)

M. Lackner, Rev. Chem. Eng. 23, 65 (2007).
[CrossRef]

Sens. Actuators B (3)

M. Girschikofsky, M. Rosenberger, S. Belle, M. Brutschy, S. R. Waldvogel, and R. Hellmann, Sens. Actuators B 171–172, 338 (2012).
[CrossRef]

R. St-Gelais, G. Mackey, J. Saunders, J. Zhou, A. Leblanc-Hotte, A. Poulin, J. A. Barnes, H.-P. Loock, R. S. Brown, and Y.-A. Peter, Sens. Actuators B 182, 45 (2013).
[CrossRef]

K. M. G. Lima, I. M. Raimundo, and M. F. Pimentel, Sens. Actuators B 125, 229 (2007).
[CrossRef]

Sens. Anal. Chem. (1)

D. Matatagui, J. Marti, M. J. Fernandez, J. L. Fontecha, J. Gutierrez, I. Gracia, C. Cane, and M. C. Horrillo, Sens. Anal. Chem. 154, 199 (2011).

Other (2)

D. A. Burns, Handbook of Near-Infrared Analysis, 3rd ed. (Taylor & Francis Ltd., 2007).

J. Hue, M. Dupoy, T. Bordy, R. Rousier, S. Vignoud, B. Schaerer, T.-H. Tran-Thi, C. Rivron, L. Mugherli, and P. Karpe, “Benzene and xylene detection by absorbance in the range of 10–100 ppb application: quality of indoor air,” http://dx.doi.org/10.1016/j.snb.2013.03.047 (2013).

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.


Figures (6)

Fig. 1.
Fig. 1.

(a) Stitched scanning electron microscopy (SEM) images of the full device with three regions (red lined) magnified in (b)–(d). (b) Y-junction combiner. (c) W1 line defect PCW. (d) MMI Optical power splitter.

Fig. 2.
Fig. 2.

(a) Simulated coupling efficiency to air (red curve), to the fiber (black curve), and the experimental transmission of the strip waveguide (blue curve) show the coupling peak is located around 1.65 μm. (b) SEM image showing SWG structure.

Fig. 3.
Fig. 3.

(a) Schematic of W1 line defect PCW. (b) Beam propagation simulation of the designed 1×2 MMI.

Fig. 4.
Fig. 4.

Transmission of single PC devices with a=395nm (red curve) and a=403nm (blue curve). Theoretical absorbance is shown for TCE with peak at 1644 nm (dotted curve) and xylene with peak at 1674 nm (dashed curve).

Fig. 5.
Fig. 5.

(a) Absorbance of xylene measured at 1674 nm with PC waveguide (black curve) and strip waveguide (red curve). (b) Absorbance of TCE measured at 1644 nm.

Fig. 6.
Fig. 6.

Absorbance after sequentially adding (a) and (b) 105% xylene, (c) and (d) 105% TCE, and (e) and (f) 105% mixture of xylene and TCE. Absorbance of TCE and xylene are measured at 1644 and 1674 nm, respectively.

Tables (1)

Tables Icon

Table 1. Comparison of Different Methods and Detection Limits of VOCs in Water

Equations (2)

Equations on this page are rendered with MathJax. Learn more.

I=I0×exp(γαL),
γf×c/nvg,

Metrics