上海維立勝衡傳感器有限公司
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閱讀：38發(fā)布時(shí)間：2025-3-1
在環(huán)境監(jiān)測(cè)、農(nóng)業(yè)和海水淡化過程等許多領(lǐng)域，鹽度是一個(gè)重要特征。因此，創(chuàng)建有效且值得信賴的鹽度傳感器至關(guān)重要。一維光子晶體(1D PC)作為光學(xué)傳感應(yīng)用的潛在平臺(tái)最近引起了廣泛關(guān)注。此外，二維光子晶體(2D PC)具有用于鹽度檢測(cè)的寬帶，然而，研究人員和科學(xué)家更喜歡使用一維光子晶體(1D PC)，因?yàn)樗鼈冎圃旌?jiǎn)單且具有使用次數(shù)。
這些一維PC結(jié)構(gòu)由高折射率和低折射率材料的交替層組成，表現(xiàn)出的光學(xué)特性，例如可以根據(jù)感興趣的特定波長(zhǎng)進(jìn)行定制的光子帶隙（PBG）。一維PC的一種配置是環(huán)形幾何結(jié)構(gòu)，其中各層排列成同心環(huán)，在鹽度傳感方面表現(xiàn)出了良好的前景。圓形設(shè)計(jì)的眾多優(yōu)點(diǎn)包括提高靈敏度、緊湊性和易于生產(chǎn)。通過將離子選擇性膜或水凝膠插入環(huán)形1D PC結(jié)構(gòu)中，可以光學(xué)地檢測(cè)由鹽度變化引起的局部折射率的變化。這為鹽度傳感提供了一種非侵入式、無標(biāo)記的方法。
本文介紹發(fā)布在《科學(xué)報(bào)告》雜志上的一篇研究報(bào)告，報(bào)告介紹了使用環(huán)形一維(1D)光子晶體(PC)進(jìn)行鹽度傳感。環(huán)形1D-PC提供小型集成結(jié)構(gòu)，有助于創(chuàng)建適合現(xiàn)場(chǎng)使用的便攜式小型傳感器設(shè)備。為了生成環(huán)形一維PC，該研究利用COMSOL Multiphysics方法探索了有限元法(FEM)模擬技術(shù)，強(qiáng)調(diào)了精確控制層厚度和均勻性的重要性。此外，我們構(gòu)建了一個(gè)一維環(huán)形PC結(jié)構(gòu)，其中A是硅，B是二氧化硅分別為40nm和70nm，周期數(shù)等于9。通過采用鹽水中心缺陷層（220 nm厚），傳感器在法向入射時(shí)實(shí)現(xiàn)性能，靈敏度(S)，品質(zhì)因數(shù)(Q)為10.22，品質(zhì)因數(shù)FOM)。與過去在規(guī)劃器和環(huán)形一維PC上的工作相比，所建議的設(shè)計(jì)有幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)，包括易于實(shí)施、在垂直入射條件下性能良好，靈敏度高。
此研究論文發(fā)布在《科學(xué)報(bào)告》雜志上，地址https://rdcu.be/drSAa。
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