1 吉林大学电子科学与工程学院集成光电子学国家重点联合实验室，吉林 长春 130012
2 吉林省红外气体传感技术工程研究中心，吉林 长春 130012
制备了下包层为氟化镁、芯层为硫系玻璃的梯形光波导甲烷传感器，采用片上波长调制光谱技术，开展了气体检测实验，将仿真结果与实验结果进行了对比，证明了基于波长调制光谱的仿真模型的准确性。狭缝波导是常用的非悬浮波导气体传感器结构，优化了下包层为氟化镁、芯层为硫系玻璃的狭缝波导传感器结构，外限制因子达到了42%。根据实验测试得到的噪声幅值，理论研究了狭缝波导气体传感器和波长调制光谱技术结合的性能，分析了环境压强和工艺误差对狭缝波导气体传感器性能的影响。本工作为基于波长调制光谱的片上气体传感器的设计提供了指导。
光波导 波长调制光谱 片上集成 光波导传感器 气体传感器 光学学报
2023, 43(18): 1899913
昆明理工大学信息工程与自动化学院，云南 昆明 650000
为了进一步提高传感系统的灵敏度，在一片铌酸锂晶片上设计双平行非对称马赫-曾德尔干涉仪型光波导结构，并在光波导的周围设计分段电极，实现方向相反的电光调制，为此研制出尺寸为78 mm×14 mm ×7.5 mm的集成光波导电场传感器。采用LTspice仿真软件设计一种跨阻抗平衡光电探测电路，采用差分法实现对共模噪声的抑制，从而提高电场传感器的灵敏度。实验结果表明，传感系统时域可测电场强度范围为33~3000 V/m，线性动态范围为35 dB，适用于弱电场的时域测量。
集成光学 非对称马赫-曾德尔干涉仪 光波导传感器 平衡探测 电场测量 激光与光电子学进展
2021, 58(19): 1913001
昆明理工大学 信息工程与自动化学院 自动化系, 昆明650500
利用集成光学技术设计并研制了一种时域测量电力系统中工频强电场的传感器, 体积为80 mm×18 mm×7.5 mm.采用调谐光源波长的方法补偿环境变化带来的工作点漂移, 形成π/2的静态工作点, 从而使传感器稳定地工作在线性区.理论分析了一种带有电极对的集成电光工频电场传感器.根据国标GB/T127201991建立了工频电场测试系统, 对传感器的时域动态范围进行了测试.结果表明：传感器时域可测电场范围为0.35~125 kV/m, 线性相关系数为0.997, 线性动态范围达51 dB, 适合用于工频强电场测量.
集成光学 电场测量 非对称马赫曾德干涉仪 屏蔽电极 工作点 光波导传感器 时域分析 Integrated optics Electric field Asymmetric MachZehnder interferometer Shield electrode Operating point Optical waveguide sensor Time domain analysis
1 上海理工大学 光电学院, 上海 200093
2 上海理工大学 医疗器械学院, 上海 200093
3 日本东京农工大学 工学院应用化学系, 日本 184-8588
采用0.004AgNO3-0.996NaNO3混合熔融盐,用离子交换技术在德国B270光学玻璃上制备了费米折射率分布渐变波导,理论分析了费米折射率分布渐变波导的包层吸收模谱特性,导波损耗测试实验验证了解析结果。在此基础上,提出了一种用于液体包层吸收损耗测试的双样品盒串连的波导回路,测试结果证实表征溶液包层吸收特征的折射率虚部与溶液浓度之间具有十分显著的线性关系,测试灵敏度与波导的模式和波导参量有关,尤其与波导层厚度有非常敏感的关联性。利用这个关系传感测试了13种不同浓度的耐晒果绿染料水溶液样品的浓度,结果显示测试值与实际配制浓度值的均方差小于0.07％。
集成光学 光波导技术 光波导传感器 溶液浓度传感 费米折射率分布
