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研究人员开发了跟踪光学传感器发展的新颖框架

来源:加速度传感器网 2020/11/10

由于等离子和光子学的广泛应用,学术界和工业界都已引起人们的关注,其中包括光学传感。光学传感技术的发展不仅为科学研究界提供了一种多功能工具,而且还因为其能效高,重量轻,体积小以及适合远程使用而为智能城市和物联网(IOT)应用提供了可观的商业价值。感应。为增强其重要性,《科学美国人》将等离子传感技术确定为2018年十大新兴技术之一。

在过去的几十年中,已经提出并证明了各种光学传感机制和传感器结构。几乎每一种新的传感机制或传感器配置都将定期探索以测试其传感能力。但是,有关实验实现与理论极限之间的差距,基于金属的等离子体传感器与基于电介质的光子传感器之间的差异以及传播的本征波与局部本征模结构之间的区别的信息尚不可用。

来自新加坡新加坡科技设计大学(SUTD),新加坡科学技术研究局(A * STAR)和奥地利奥地利技术学院的研究人员进行了广泛的文献研究,系统地总结和比较了传感能力这些光学折射率传感器的灵敏度和优劣系数的比较。然后建立了3-D技术图(见图1),以定义使用等离子和光子结构的光学折射率传感器的标准和发展趋势。

特别是,审查了以下四种使用等离子和光子结构的无标签光学折射率传感器的常见类型:

金属基传播等离子本征波传感器,例如棱镜耦合表面等离子激元传感器;基于金属的局部等离激元本征模传感器,例如基于金属纳米粒子的局部表面等离振子共振传感器;基于介电的传播光子本征波传感器,例如光纤干涉仪;基于电介质的局部光子本征模式传感器,例如光子晶体腔。

此外,本评价还包括更先进的混合折射率传感器,例如Fano共振传感器以及集成了等离子和光子传感器的2-D材料。

第一作者Yi Xu博士说:“该技术图就像探照灯一样,为该领域的研究人员清楚地表明了不同类别的光学折射率传感器的传感能力,优点和缺点。” SUTD和A * STAR高性能计算研究所(IHPC)的学生。

可以将任何新开发的光学折射率传感器添加到此技术图中,以将其感测能力与以前的工作进行比较。不断增加新的等离子和光子折射率传感器将丰富技术图谱,从而为光学折射率传感器的快速发展提供基准。

共同通讯作者和博士说:“牢记此技术图,并透彻了解不同类别的RI传感器的优缺点,局限性,机理和发展趋势,我们可以一起更有效地推进这一领域。” 联合顾问,I * HPC,A * STAR的Lin Wu博士。

借助技术图,可以根据不同应用更好地选择各种光学折射率传感器。“我们相信,在光的折射进行全面审查指标与传感器电浆和光子结构将吸引广泛关注的研究团体,这将帮助工程师使用正确的传感器在子系统的设计智慧城市与物联网”之称SUTD通讯作者Ricky Ang教授兼博士学位。顾问。


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