太赫兹折射率和温度双参数传感器基于表面等离子共振在双通道光子晶纤的表面等离子共振
Doudou Wang1, Wenchuan Guo1, Yizu Zou1
1College of Sciences, Xi'an University of Science and Technology, Xi'an 710054, China.
Sensors (Basel, Switzerland)
|October 16, 2024
概括
一种新的太赫兹光子晶体纤维与石墨烯提供可调节的感应折射率和温度. 这种双参数传感器显示出高灵敏度,对先进的生物传感应用有前途.
科学领域:
- 光子学和光学传感器
- 特拉赫兹技术的技术.
- 材料科学 材料科学 材料科学
背景情况:
- 光子晶体纤维 (PCF) 是具有独特光导特性的先进光纤.
- 石墨烯独特的电子和光学特性使其具有可调节材料特性.
- 太赫兹 (THz) 传感为各种分析物提供非电离检测能力.
研究的目的:
- 设计和研究一种具有双传感通道的新型太赫兹光子晶体纤维 (TPCF).
- 用石墨烯作为可调的等离子体材料来提高传感性能.
- 评估TPC F的同时检测折射率和温度的能力.
主要方法:
- 使用有限元法 (FEM) 来分析分散关系和模式合.
- 通过计算光场和分析物之间的重叠来模拟传感特征.
- 微槽上的石墨烯涂层被模拟为引入传感器的动态可调性.
主要成果:
- 超高灵敏度为2.014 THz/RIU,用于检测1.331.4.4范围内的折射率 (RI).
- 高灵敏度为0.734 GHz/°C,用于在1060°C范围内的温度传感.
- 实现了10-5的折射率分辨率.
结论:
- 设计的TPCF表现出极好的灵敏度和分辨率,用于双参数传感.
- 加入石墨烯提供了动态调性,增强了传感器的多功能性.
- 传感器在低频特拉赫兹范围内的性能使其适用于生物传感应用.
