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一维光子晶体/金属膜结构空芯光纤中基于Tamm等离激元的传感研究

批准号:
61975034
项目类别:
面上项目
资助金额:
63.0 万元
负责人:
朱晓松
依托单位:
学科分类:
传输与交换光子器件
结题年份:
2023
批准年份:
2019
项目状态:
已结题
项目参与者:
朱晓松

项目摘要

结项摘要

项目成果

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中文摘要
本项目所提出的一维光子晶体/金属膜结构空芯光纤折射率传感器,在不同的金属膜厚度配置下,可分别利用激发Tamm等离激元(TPP)和TPP与表面等离激元的混合模式进行传感,在检测范围和品质因数等性能上相对空芯光纤SPR传感器有极大提高。这是首次在光纤结构中应用TPP的传感研究,对基于TPP的光纤传感器研究有重要的开创性意义。本项目的研究结果将揭示此前无研究涉及的在光纤等结构中传输光为接近90度的大入射角情况下激发TPP的规律和特性,给出与实验结果相符的理论解释和模型,为诸如光纤、平板波导等结构中激发TPP的传感研究奠定基础。此外,通过本项目的研究所获得的采用ALD技术在空芯光纤内部镀膜的方法可以方便地应用于各种PCF和MOF内部空芯的薄膜镀制,使一些由于制作难度目前还停留在理论研究阶段的复杂结构光纤传感器能够在实验上实现,对整个光纤传感器研究领域都具有极大的推进作用。
英文摘要
A novel one dimensional photonic crystal (1DPC)/metal coated hollow fiber refractive index sensor is proposed in this project. With different metal layer thickness, the proposed sensor can detect the refractive index of filled liquid based on the excitation of either Tamm plasmon polaritons (TPP) or the hybrid mode of TPP and surface plasmon polaritons. Compared to the hollow fiber SPR sensor, this sensor has large enhancement in both detection range and figure of merit. This is the first study of the excitation of TPP in the optical fiber structure. It is groundbreaking in significance for the development of the optical fiber TPP sensor. The results of this project will discover the characteristics of the excitation of TPP under large incidence angle close to 90 degree which has never been studied yet. The concluded principle and theoretical model that agree with experimental results will promote the study of TPP applications in the optical fiber or planar structures. Moreover, the method of coating the 1DPC structure in the hollow fiber with atomic layer deposition technique obtained in this project can be easily adopted in the film deposition process of many kinds of photonic crystal fibers and microstructure optical fibers. The will realize the fabrication of many kinds complicated optical fiber sensors that still remain in the theoretical stage, and will definitely promote the study of the whole field of the optical fiber sensors.
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI: 10.3390/s24010160
发表时间: 2023-12-27
期刊: Sensors (Basel, Switzerland)
影响因子: --
作者: [Xu Y, Zhang X, Zhu XS, Shi YW]
通讯作者: Shi YW
DOI: 10.1364/oe.419506
发表时间: 2021
期刊: Optics Express
影响因子: 3.8
作者: [He Menghui, Zeng Jiafu, Zhang Xian, Zhu Xiaosong, Jing Chengbin, Chang Chao, Shi Yiwei]
通讯作者: Shi Yiwei
DOI: 10.1364/ol.497052
发表时间: 2023
期刊: Optics Letters
影响因子:
作者: [Bo Zhang, Yunjiang Jia, Benlei Zhao, Xiao-Song ZHU, Yi-Wei Shi]
通讯作者: Yi-Wei Shi
Optical Fiber Hydrogen Sensor Based on the EVA/Pd Coated Hollow Fiber
基于EVA/Pd涂层中空纤维的光纤氢传感器
DOI: 10.1109/jphot.2022.3168009
发表时间: 2022
期刊: IEEE Photonics Journal
影响因子: 2.4
作者: [Ruijie Liu, Xian Zhang, Xiaosong Zhu, Yiwei Shi]
通讯作者: Yiwei Shi
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    一维光子晶体/金属膜结构空芯光纤折射率传感器的研究
    • 批准号:
      19ZR1405000
    • 项目类别:
      省市级项目
    • 资助金额:
      0.0万元
    • 批准年份:
      2019
    • 负责人:
      朱晓松
    • 依托单位:
    二维微区的完整磁光克尔参数测量和分析
    • 批准号:
      60608013
    • 项目类别:
      青年科学基金项目
    • 资助金额:
      25.0万元
    • 批准年份:
      2006
    • 负责人:
      朱晓松
    • 依托单位:
    国内基金
    海外基金