基于WMS的近红外上芯片乙传感器使用聚合物SU8阿基米德螺旋波导与欧勒S曲线波导
Huan Zhao1, Chuantao Zheng1, Mingquan Pi1
1State Key Laboratory of Integrated Optoelectronics, College of Electronic Science and Engineering, Jilin University, Changchun 130012, China.
概括
这项研究引入了一种新的芯片上乙烯传感器,使用SU8聚合物波导用于红外吸收光谱. 开发的设备显示了显著的尺寸缩小和有效的气体检测能力.
科学领域:
- 光子学和光学工程的工程.
- 化学传感技术 化学传感技术
- 材料科学用于微型制造.
背景情况:
- SU8聚合物是一种具有成本效益的材料,适用于波导制造.
- 使用红外吸收光谱的芯片上气体传感是一个新兴的领域.
- 之前的研究还没有将SU8用于芯片上的气体传感应用.
研究的目的:
- 开发和验证使用SU8聚合物螺旋波导的近红外芯片上乙 (C2H2) 传感器.
- 根据波长调制光谱学 (WMS) 调查传感器的性能.
- 为了减少芯片上传感器系统的整体尺寸.
主要方法:
- 制造SU8聚合物螺旋波导,包括欧勒-S曲线和阿基米德螺旋.
- 使用波长调制光谱学 (WMS) 在1532.83nm处对传感器性能进行实验验证.
- 评估乙 (C2H2) 传感性能,包括检测极限 (LoD),光功率限制因子 (PCF),波导损失和响应时间.
主要成果:
- 使用拟议的波导设计,实现了超过50%的传感器尺寸缩小.
- 对7.4厘米和13厘米波导的证明检测极限 (LoD) 值分别为2197.1 ppm和425.5 ppm.
- 实验确定了0.0172的光功率限制因子 (PCF),与模拟值非常一致;波导损失测量为3dB/cm.
结论:
- SU8聚合物波导显示出对芯片上高性能气体传感的巨大潜力.
- 开发的传感器适用于近红外气体检测应用.
- SU8波导与WMS的集成为小型气体传感器提供了一个有前途的平台.
