Análisis teórico de un sensor de fibra de microestructura basado en resonancia de modo de pérdida
Autores: Wang, Xue-Zhou; Wang, Qi
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2019
Acceso abierto
Artículo científico
2019
Análisis teórico de un sensor de fibra de microestructura basado en resonancia de modo de pérdida
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Propuesto
Sensor
LMR
Birrefringencia
Sensibilidad
TiO/HfO
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 36
Citaciones: Sin citaciones
En este documento, propusimos un sensor de fibra de microestructura en forma de D novedoso basado en la resonancia del modo de pérdida (LMR). Se recubre una película bilayer de TiO/HfO en la porción del núcleo expuesto de la fibra de cristal fotónico (PCF) como canal de detección. La región asimétrica de LMR genera una birrefringencia fuerte, lo que lleva a la separación de la polarización X y la polarización Y. Esta estructura excita un campo evanescente más fuerte que la fibra en forma de D convencional, mejorando así en gran medida la sensibilidad del sensor. Además, la película bilayer de óxido metálico puede mejorar aún más el rendimiento del sensor. Investigamos numéricamente la influencia del número de agujeros de aire eliminados en PCF en el rendimiento del sensor y la proporción de TiO a HfO en teoría por primera vez. Los resultados muestran que se obtiene una sensibilidad ultraalta de 140,000 nm/RIU, que es un orden de magnitud mayor que la de los sensores de resonancia de plasmón superficial con una estructura de guía de onda similar y la película recubierta de sensor LMR. Este logro significa que los sistemas de detección basados en LMR son más sensibles que muchos sensores en mediciones en tiempo real y distribuidas, lo que desempeñará un papel guía extremadamente importante en el diseño estructural de sensores de fibra de microestructura en el futuro.
Descripción
En este documento, propusimos un sensor de fibra de microestructura en forma de D novedoso basado en la resonancia del modo de pérdida (LMR). Se recubre una película bilayer de TiO/HfO en la porción del núcleo expuesto de la fibra de cristal fotónico (PCF) como canal de detección. La región asimétrica de LMR genera una birrefringencia fuerte, lo que lleva a la separación de la polarización X y la polarización Y. Esta estructura excita un campo evanescente más fuerte que la fibra en forma de D convencional, mejorando así en gran medida la sensibilidad del sensor. Además, la película bilayer de óxido metálico puede mejorar aún más el rendimiento del sensor. Investigamos numéricamente la influencia del número de agujeros de aire eliminados en PCF en el rendimiento del sensor y la proporción de TiO a HfO en teoría por primera vez. Los resultados muestran que se obtiene una sensibilidad ultraalta de 140,000 nm/RIU, que es un orden de magnitud mayor que la de los sensores de resonancia de plasmón superficial con una estructura de guía de onda similar y la película recubierta de sensor LMR. Este logro significa que los sistemas de detección basados en LMR son más sensibles que muchos sensores en mediciones en tiempo real y distribuidas, lo que desempeñará un papel guía extremadamente importante en el diseño estructural de sensores de fibra de microestructura en el futuro.