遥感与传感器

本文设计了一种光子晶体光纤(PCF)结构，并基于新结构PCF和表面等离子体共振效应(SPR)实现温度与磁场双参量传感。PCF的包层结构具有三层空气孔，上下第二层空气孔具有较大直径，形成大直径通道，中心包含一个空气孔，产生带隙现象。在PCF的上下通道中涂覆金属薄膜，并分别填充聚二甲基硅氧烷(PDMS)和磁流体(MF)，形成两个独立的传感通道。由于环境温度的变化会引起PDMS和MF折射率的改变，而磁场强度的改变仅对MF的折射率产生影响，从而实现温度和磁场的同时测量。为了增大两个传感通道的波长间距，避免通道之间的交叉干扰，使用五氧化二钽(Ta2O5)调节PDMS通道的损耗谱。采用全矢量有限元方法对该传感器的理论模型进行分析，结果表明，当温度在20 oC-50 oC范围内，传感器的温度灵敏度可达-493.6 pm/oC；当磁场强度在20 Oe-300 Oe范围内，传感器的磁场强度灵敏度可达82.69 pm/Oe。该传感器有效解决了磁场测量时的温度交叉敏感问题，同时具有较小的器件尺寸，器件长度约为5mm。

李佳欢, 裴丽, 王建帅, 吴良英, 宁提纲, 郑晶晶. 基于PCF表面等离子体共振的温度和磁场双参量传感器[J]. 中国激光, 2019, 46(02): 2.  复制并引用该论文