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oe1(光电查) - 科学论文

6 条数据
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  • 石墨烯诱导的薄膜包覆长周期光纤光栅灵敏度增强

    摘要： 本工作通过理论研究证明，在涂覆高折射率薄膜的长周期光纤光栅（LPFG）上集成单层石墨烯，可调控其特性并增强灵敏度。探究了模式特性与石墨烯化学势相关的谐振普遍变化规律。尽管石墨烯的光学特性具有偏振依赖性，仍获得了偏振无关的传输与传感特性。结果表明，传感特性显著依赖于石墨烯的可调谐状态，这可用于大幅优化传感性能。采用该方法实现了高达28337.5 nm/RIU的超灵敏度，较无石墨烯的传统LPFG提升2.57倍。通过集成少层石墨烯可进一步优化灵敏度。这种宽范围可调谐特性使集成石墨烯的LPFG器件在不破坏光纤完整性的前提下，特别适用于生化传感和光调制等广泛应用领域。

    关键词： 石墨烯，长周期光纤光栅，光调制，灵敏度增强，可调谐特性

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 受邀文章：芯片上的可扩展高灵敏度光机械磁力计

    摘要： 腔光力磁力计中机械与光学响应的双共振增强实现了磁场的精密传感。在先前此类磁力计的工作样机中，通过人工环氧树脂粘接磁致伸缩材料颗粒来实现腔光力系统功能化。虽然这种方法能进行原理验证演示，但实际应用需要更具可扩展性和可重复性的制备途径。本工作开发了一种多步骤方法，在硅芯片上可扩展地制备光力磁力计，且不同器件间性能具有可重复性。关键步骤是开发出在不降低光学品质因子的情况下，将磁致伸缩薄膜溅射涂覆到高质量环形微谐振器上的工艺。实现了585皮特斯拉每平方根赫兹的峰值灵敏度，与先前使用环氧树脂粘接的报道结果相当。此外，我们证明对溅射薄膜进行热退火处理可使磁力计灵敏度提高6.3倍。

    关键词： 光机械磁力计、热退火、灵敏度增强、溅射镀膜、可扩展制造

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 耦合共振现象对集成ZnO纳米棒的声表面波电导率传感器灵敏度增强影响的研究

    摘要： 本工作采用有限元模拟方法，研究了一端口声表面波(SAW)谐振器传感器对由ZnO纳米棒构成的传感介质电导率变化的灵敏度——这些纳米棒在谐振器表面提供了弹性负载。当附着于谐振器表面的ZnO纳米棒高度被调节至其谐振频率接近SAW谐振器原始谐振频率时，形成了耦合谐振器系统。研究发现，采用共振尺寸的ZnO纳米棒作为传感介质，可使复合SAW传感器对介质电导率变化的灵敏度提升高达79倍。这种利用共振尺寸ZnO纳米棒作为传感介质的SAW电导率传感器具有较高灵敏度，原因在于由此形成的耦合谐振器系统处于对SAW传播过程中压电基底刚度变化高度敏感的工作状态。本研究的有限元模拟结果表明：在纳米尺度利用耦合共振现象，对于提升采用一维ZnO纳米结构作为传感介质的电导率型SAW气体传感器和紫外探测器的灵敏度具有重要前景。

    关键词： 氧化锌纳米棒、灵敏度增强、声表面波谐振器、耦合共振、有限元模拟

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 基于光纤布拉格光栅（FBG）的应变传感器灵敏度增强与温度补偿研究

    摘要： 本文提出了一种新方法及相关机械结构配置，在提升基于光纤布拉格光栅（FBG）的应变传感器应变灵敏度的同时实现温度补偿?；诘粤ρЮ砺酆途卣蠓椒?，推导了所设计方法及制作传感器样品的理论应变放大模型与温度补偿模型。通过有限元法（FEM）和实验测试验证了所建立的理论传感模型，理论、有限元及实验结果具有良好一致性。所开发传感器中两个FBG的整体灵敏度分别达到7.72 pm/με和?2.94 pm/με，分别是裸光纤布拉格光栅应变传感器应变灵敏度的6.43倍和?2.45倍。理论上实现了应变与温度的解耦并得到实验验证。本文开发的传感器可用于重要机械设备在变温环境中的长期小幅度微应变监测。

    关键词： 应变、杠杆结构、光纤布拉格光栅、灵敏度增强、温度补偿

    更新于2025-09-22 18:40:40

  • [IEEE 2019年第18届国际光通信与网络会议(ICOCN) - 中国黄山(2019年8月5日-8月8日)] 2019年第18届国际光通信与网络会议(ICOCN) - 基于游标效应的双微光纤结环谐振器串联结构的灵敏度增强型折射率传感器

    摘要： 本文提出并实验验证了一种基于游标效应的灵敏度增强型折射率（RI）传感器。该游标效应通过串联两个微光纤结谐振器（MKRs）实现。研究从理论上分析了该结构的传感原理与光谱特性，并通过实验进行了验证。结果表明，该折射率传感器具有高达3301.76 nm/RIU的高灵敏度，其检测分辨率为6.057×10?6 RIU。这是因为微光纤具有高比例的倏逝场，而游标效应放大了单个MKR的光谱。这种具有高灵敏度、易于制备且成本低廉的双MKRs串联结构，可广泛应用于物理、化学和生物信号检测领域。

    关键词： 级联结构、微光纤结谐振器、游标效应、灵敏度增强、折射率传感、易于制备

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 一种用于微应变测量的高灵敏度光纤布拉格光栅传感器的设计与研究

    摘要： 光纤布拉格光栅（FBG）传感器在应变测量中应用广泛。然而现有FBG传感器对微应变的监测灵敏度不足。为提供锂离子电池微应变的可行监测方法，本文研发了一种具有增强灵敏度的新型光纤布拉格光栅（FBG）应变传感器。该传感器采用杠杆机构提升灵敏度，其结构中使用挠曲铰链和蛇形弹簧。通过理论计算与有限元分析优化了传感器结构尺寸，制造并测试了优化后的传感器。标定测试结果表明：在±500με量程内，传感器具有11.49pm/με的应变灵敏度，且线性度、重复性良好，迟滞误差微小。电池实验显示应变与电池电压变化趋势一致，在三种工作模式下均呈现良好一致性。该FBG传感器为电池应变测量提供了有效解决方案。

    关键词： 灵敏度增强、电池应变测量、挠性铰链、光纤光栅传感器

    更新于2025-09-09 09:28:46