光子晶体压力传感器研究

介绍了一种新型光子晶体压力传感器,利用压力使光子晶体带隙的变化特性制作压力传感器,提出了通过测量透射光的变化来测量压力的检测方法。结果表明:传感器的测量范围和灵敏度与构成光子晶体的材料特性有关,材料弹性模量小时,灵敏度高;2种材料的弹性模量和泊松比相差大时,测量范围小。该传感器体积小、重量轻。     

考虑温度影响的砷化镓光子晶体压力传感器的设计与研究

提出了一种由双通道滤波器构成的砷化镓光子晶体压力传感器,利用波导与腔耦合实现窄带滤波,双通道分别实现压力探测和温度探测的功能。以室温25℃、0压力的情况作为参考,在温度为-25~45℃、压力为0~2GPa的范围内,根据滤波器的滤波波长分别与温度和压力之间的线性变化关系,探测温度和压力。同时还分析并比较了极端温度情况下滤波波长的变化,确定温度变化对压力测量造成的影响,在较恶劣的情况下温度变化不可忽略。分析得出未考虑温度响应的压力灵敏度约为16.6nm/GPa,消除温度响应后压力灵敏度约为15.9nm/GPa,品质因子高达5696。     

光子晶体的研究及其在传感器中的应用

光子晶体是指具有光子带隙(PBG)特性的人造周期性电介质结构,有时也称为PBG光子晶体结构。按照光子晶体的光子禁带在空间中所存在的维数,可以将其分为一维光子晶体、二维光子晶体和三维光子晶体。光子晶体传感器应用包括应变传感器、温度传感器、化学传感器、光子晶体光纤传感器、长周期光纤光栅(LPFG)生物传感器、LPFG化学传感器等。本文从光子晶体传感器的概述、研究现状和应用几方面对光子晶体传感器的应用进展进行了综述,希望对光子晶体传感器有一个比较全面的了解。     

超薄金属修饰石墨烯基气体传感器性能研究

为了改善本征石墨烯基电阻型气体传感器的室温气体响应性能,采用电子束蒸镀方法在原器件沟道区域分别沉积六种超薄金属,包括1 nm的Au、Ag、Pt、Pd、Ti和Al,并检测这些器件对NO_2和NH_3气体的响应特性。发现修饰有1 nm Pt的器件对通入3 min 3×10^-6 NO_2气体有最高的响应灵敏度,达-56.6%,比原石墨烯器件提高了约9.3倍,但该器件响应饱和较早。而修饰有1 nm Ti的器件对NO_2气体的响应在灵敏度、恢复性等方面都有较好改善,且对NO_2气体浓度有最佳的线性响应,表现出较大的动态探测范围。然而除1 nm Ti以外,修饰有其他五种金属的石墨烯对400×10^-6 NH_3的响应均没有明显改善。文章对不同金属材料修饰导致器件气体敏感性能差异的原因进行了分析与讨论。     

光子晶体的研究与应用

光子晶体是一种具有光子能带及能隙的新型材料。其特有的性质,使光子晶体具有广阔的应用前景。本文基于固体物理学的基本原理,对光子晶体的理论基础进行了简单介绍,根据其特有结构,对光子晶体的特性做了一定分析,并结合现实需要,综述了光子晶体在光学等方面的应用。     

凝聚态中光子晶体的相关研究

本文主要概述了光子晶体的概念,并重点介绍了凝聚态物理学中光子晶体中的缺陷模的相关研究。     

光子晶体的研究与应用

光子晶体是一种具有光子能带及能隙的新型材料。其特有的性质,使光子晶体具有广阔的应用前景。本文基于固体物理学的基本原理,对光子晶体的理论基础进行了简单介绍,根据其特有结构,对光子晶体的特性做了一定分析,并结合现实需要,综述了光子晶体在光学等方面的应用。     

自适应气体检测光子晶体光纤传感器设计

针对光子晶体光纤在传感技术和非线性传感系统应用中面临的传输模式突变、检测精度受模式变化而降低等方面问题,研制了一种具有低损耗高抗压的气体检测光子晶体光纤传感器.根据非线性传感系统和光子晶体光纤的带隙材料布局建立了损耗分析模型,并总结了孔距和包层直径对损耗的影响,从而建立损耗感知算法;对比单模、二阶模及异构孔对损耗的影响,建立了模式自适应调制算法;研制了一种基于损耗感知支持模式自适应调制的用于气体检测的光子晶体光纤传感器.测量系统的实验结果分别从损耗.检测精度和抗压等方面证明了所提方案研制的光纤传感器的可靠性和优越性.     

石墨烯三维微电极生物传感器研究

基于石墨烯优良的导电性和透明性,为改善生物传感器存在透明性不足的缺陷,提出了石墨烯三维微电极传感器的研究.利用SEM,Raman对其形貌进行表征,以及采用电化学测试电极电化学性能,结果表明:研究的石墨烯三维电极生物传感器在透明性和电化学性能方面优于传统微电极生物传感器,为透明生物传感器的制作提供了新思路.     

基于Matlab的光子晶体波导仿真研究

本文首先介绍了光子晶体波导的原理，然后分析时域有限差分法微分方程及边界条件，最后运用matlab语言实现二维光子晶体波导的仿真。     

基于镜像异质三周期光子晶体介观压光效应的加速度传感器*

利用镜像异质三周期光子晶体的介观压光效应,用其来代替传统压阻式加速度传感器中的压敏电阻膜,设计出一种新型的高灵敏度加速度传感器。该加速度传感器采用四端固定梁结构,有效地消除了偏轴效应,具有很好的稳定性,在室温下其可测量的加速度范围为0~137gn。利用ANSYS软件对所设计的光子晶体加速度传感器进行静态分析和模态分析。可以看出在悬臂梁根部具有最大的应变值,而且第一模态频率与其他模态频率相差较大,可以有效降低交叉耦合。将光子晶体置于悬臂梁根部具有最大的感应灵敏度。这种加速度计具有很大的优势运用到以后的航天,军事等领域。     

Simulation of the spatial pattern and band-gap structure of holographic photonic crystals

Simulation software of the spatial pattern and band-gap structure of the holographic photonic crystals is developed for the research—education purposes. Friendly GUI and training technique elaborated. Examples of the 1D–3D model structures of photonic crystals and their transmission spectrums are given. The article is published in the original.     

基于Matlab的光子晶体波导仿真研究

本文首先介绍了光子晶体波导的原理,然后分析时域有限差分法微分方程及边界条件,最后运用matlab语言实现二维光子晶体波导的仿真。     

基于Pt/石墨烯纳米复合材料的甲醛电化学传感器

采用电沉积的方法制备了Pt/石墨烯纳米复合材料,考察了该复合材料的电化学性能,用于甲醛的检测,表现出良好的检测性能.实验结果表明:在0. 1 mol/L的H2 SO4 溶液中,Pt/石墨烯纳米复合材料修饰电极可以实现在2 ×10 -6 ~2 ×10-3 mol/L浓度范围内甲醛浓度的检测,最低检测限为1 ×10-6 mol/L,并且具有高的灵敏度和良好的重现性.     

Hydrogen detection using platinum coated graphene grown on SiC

The characteristics of hydrogen detection using epitaxial graphene covered with platinum are reported. The multi-layered graphene was grown by chemical vapor deposition (CVD) on a Si-polar 4H-SiC substrate. Surface morphology was characterized by scanning electron and atomic force microscopy. Current-voltage measurements and real-time monitoring of the current flow through the graphene/platinum device were used to confirm the response to hydrogen gas. The background temperature was varied from room temperature to 175 °C in order to measure the activation energy of hydrogen detection.     

非本征F-P传感器在瓦斯检测系统中的应用

详细介绍了非本征F-P光纤传感器的结构、特点和工作原理,阐述了非本征F-P光纤传感器在瓦斯检测系统中的应用。该传感器采用空芯光子晶体光纤作为载体,不受环境温度的影响,具有灵敏度高、抗干扰能力强、传输损耗小的特点,可显著提高瓦斯浓度检测的准确性和精度。