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期刊信息
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  • 上海市教育委员会
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  • 上海理工大学
  • 主  编:
  • 庄松林
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  • 上海市军工路516号
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罗世忠,王琦,孙光瑀,张大伟.一种可见光波段气体传感器的设计与研究[J].上海理工大学学报,2020,42(5):448-452.
一种可见光波段气体传感器的设计与研究
Design and analysis of a visible light band gas sensor
投稿时间:2019-09-06  
DOI:10.13255/j.cnki.jusst.20190906004
中文关键词:  气体传感器  亚波长光栅  导模共振  多孔硅  品质因数
英文关键词:gas sensor  subwavelength grating  guide mode resonance  porous silicon  figure of merit
基金项目:国家自然科学基金资助项目(61775140,61775141)
作者单位E-mail
罗世忠 上海理工大学 光电信息与计算机工程学院上海 200093  
王琦 上海理工大学 光电信息与计算机工程学院上海 200093 shelly3030@163.com 
孙光瑀 上海理工大学 光电信息与计算机工程学院上海 200093  
张大伟 上海理工大学 光电信息与计算机工程学院上海 200093  
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中文摘要:
      为了设计一种性能优越的气体传感结构,提出一种亚波长介质光栅/电介质/金属衬底混合波导结构,基于导模共振效应,在反射光谱中形成4个窄带共振缺陷峰。选用多孔硅作为波导层,基于多孔硅的折射率可调特性,通过观察共振波长的漂移实现样本气体浓度的动态监测,分析结构的传感特性。结果表明,3个窄带共振峰的灵敏度分别为300,350,400 nm/RIU,品质因数分别可以达到120,152.2,307.7/RIU,检测精度高,皆可用于气体传感。
英文摘要:
      In order to design a gas sensing structure with superior performance, a hybrid waveguide structure consisting of a subwavelength dielectric grating, a dielectric layer and a metal substrate was proposed. Based on the guided mode resonance, four narrow-band resonance defect peaks were formed in the reflection spectrum. Porous silicon was used as the waveguide layer. Based on the refractive index tunable properties of porous silicon, the structure can realize the dynamic monitoring of sample gas concentration by observing the drift of the resonance wavelength, and the analysis of sensing characteristics of the structure. The results illustrate that the sensitivity of three narrow-band resonance peaks are 300, 350, 400 nm/RIU respectively. And the figure of merit can reach 120, 152.2, 307.7/RIU respectively.The structure has a high detection accuracy and can be used for gas sensing.
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