基于光栅结构的波长可控型海水折射率传感器

光纤型表面等离子体共振(SPR)传感器波长通常处于可见光波段,为使该类器件工作在光通信窗口,提出一种基于光栅结构的波长可控型海水折射率传感器,传感器传感区域由镀有光栅结构的侧边抛磨光纤构成。研究了传感区域横截面的电场强度分布、光栅不同结构参数与SPR传感器波长的关系以及在海水折射率范围内随着折射率变化共振波长的变化趋势,最后分析了共振波长与折射率两者的关系,得出该传感器灵敏度为5650 nm/RIU,分辨率可达到1.77×10^(-6) RIU,可实现快速、高灵敏度的海水折射率测量。

基于钯金复合膜亚波长圆孔阵列的氢气传感器的理论研究

提出了一种基于钯金(Pd/Au)复合膜的亚波长圆孔阵列结构的氢气传感模型,用于氢气泄漏及氢气浓度检测。利用时域有限差分法(finite-difference time-domain,FDTD)对该Pd/Au复合膜亚波长圆孔阵列结构进行模拟仿真,计算其复合膜的横纵截面电场能量分布及透射特性,并进一步分析在不同结构参数下该传感结构的异常光透射(extraordinary optical transmission,EOT)特性和传感特性。模拟结果表明:Pd/Au复合膜亚波长圆孔阵列结构可产生明显的EOT效应,形成两个突出的异常透射峰,记作峰Ⅰ、峰Ⅱ。当通入氢气时,钯(Pd)膜会吸收氢气引起Pd介电常数的变化,导致EOT特性发生改变,具体表现为波长和透射率的改变。氢气浓度由0%上升至4%时,峰Ⅰ和峰Ⅱ的透射率变化量分别可达到0.16和0.24。由于其透射率强度变化比较明显,因此可通过透射峰强度变化来实现对氢气浓度的监控和检测。本文所提出的基于Pd/Au复合膜的亚波长圆孔阵列结构的氢气传感器的圆孔结构加工简单,所镀的Pd膜很薄使传感器响应速度快,EOT效应使该结构信噪比(signal-to-noise ratio,SNR)高,可利用光电集成技术进行批量生产,具有很强的实用价值。

偏振成像在低能见度环境中的应用

在低能见度下开展了基于分振幅型偏振成像的实验研究,采用FluxData公司生产FD-1665P型号的3-CCD偏振相机对物体进行偏振成像。利用烟雾箱模拟雾霾环境和降低背景光照度,形成低能见度测试环境,分别对塑料材质和金属材质的目标进行偏振成像;实验结果表明低能见度情况下分振幅偏振成像具有可行性,偏振成像可作为一种获取目标信息的补充途径。