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研究人员开发用于跟踪光学传感器发展的新框架

2021年08月17日 南阳机械设备网

研究人员开发用于跟踪光学传感器发展的新框架

等离子体激元和光子学因其广泛的应用而受到学术界和工业界的关注,其中一种应用包括光学传感。光学传感技术的发展不仅有助于科研界作为一种多功能工具,而且由于其节能,轻便,体积小,适用于远程,因此也为智能城市和物联网(IOT)应用提供了巨大的商业价值。传感中国机械网okmao.com。加强其重要性,科学美国人将等离子体传感识别为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构和传感器结构。几乎每个新的传感机制或传感器配置都会定期进行探索,以测试其传感能力。然而,关于实验实现和理论极限之间的差距,基于金属的等离子体传感器和基于介电的光子传感器之间的差异以及传播的本征波和局部本征模结构之间的区别的信息并不容易获得。

来自新加坡科技与设计大学(SUTD),新加坡科学,技术与研究机构(A * STAR),新加坡和奥地利奥地利理工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根据其灵敏度和优点而有所不同。然后建立3D技术图(参见图1)以定义使用等离子体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,使用等离子体和光子结构的以下四种常见类型的无标记光学折射率传感器进行了审查:

1)基于金属的传播等离子体特征波传感器,例如棱镜耦合表面等离子体激元传感器;

2)基于金属的局部等离子体本征模式传感器,例如基于金属纳米粒子的局部表面等离子体共振传感器;

3)基于介电的传播光子特征波传感器,例如光纤干涉仪;

4)基于介电的局部光子本征模传感器,例如光子晶体腔。

此外,该评论还包括更先进的混合折射率传感器,如Fano共振传感器和2D材料集成等离子体和光子传感器。

“该技术地图,就像探照灯一样,清楚地表明了该领域研究人员对不同类别的光学折射率传感器的传感能力,优点和缺点,”第一作者Yi Xu说,他是SUTD和高性能研究所的博士生计算(IHPC),A * STAR。

可以将任何新开发的光学折射率传感器添加到该技术图中,以将它们的感测能力与先前的工作进行比较。不断添加新的等离子体和光子折射率传感器将丰富技术图,从而为光学折射率传感器的快速发展提供基准。

“考虑到这一技术图,并深入了解不同类别的RI传感器的优点,局限性,机制和发展趋势,我们可以更有效地推进该领域,”共同通讯作者兼博士联合顾问博士说。林武,IHPC,A * STAR。

利用该技术图,可以根据不同的应用更好地选择各种光学折射率传感器。“我们相信对具有等离子体和光子结构的光学折射率传感器进行全面审查将引起研究界的广泛关注,这将有助于工程师使用正确的传感器来设计智能城市和物联网中的子系统,” SUTD Ricky Ang教授,共同通讯作者兼博士生导师。