基于侧边耦合一维光子晶体微腔的高分辨率光子温度计

针对线上耦合结构的高品质因数一维光子晶体微腔具有极低透射率的缺陷,提出研制一种具有高分辨率、高信噪比、高动态范围的侧边耦合一维光子晶体温度计。通过调制光子晶体单元结构的反射系数以及微腔和耦合波导之间的模场重叠,光子晶体器件的品质因数和透射率得到提高。制备得到的器件品质因数值、灵敏度、消光比和基模与二阶模之间的模式间隔分别为2.7×10^(4)、65.6 pm/℃、0.45和18.5 nm。采用扫频测量技术,该光子温度计具有mK量级分辨率和超过280℃的温度感应范围。

小型化硅基微腔光子测温系统

回音壁模式硅基微腔光子温度传感可应用于强电磁场、高辐照、强振动等极端环境下的温度测量。在前期设计、制备、验证具有毫开尔文(mK)量级分辨率的硅基微环光子温度传感器的基础上,研制了一套小型化微腔光子测温硬件系统,包括信号发生与高速数模转换、电压-电流转换、激光二极管温度控制和微弱信号采集与放大等模块,设计并实现了基于单片机的同步测量方案和光谱测温算法。在高稳定恒温浴槽内验证了系统性能,实际测温结果的扩展不确定度为115 mK(k=2),测温范围30 K。