【摘 要】
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近四十年来,中国一直坚持深化改革开放的道路,在经济、工业与科学技术等方面都走在了世界的前列。然而,社会高速发展的同时也带来了很多问题,如环境污染、食品安全和水质健康
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近四十年来,中国一直坚持深化改革开放的道路,在经济、工业与科学技术等方面都走在了世界的前列。然而,社会高速发展的同时也带来了很多问题,如环境污染、食品安全和水质健康等。为了提高人民的生活质量,保护改革开放的成果,解决这些问题迫在眉睫。基于SOI的光波导传感器因灵敏度高、抗电磁干扰和器件体积小等优势,在解决上过问题的应用市场中极具潜力。本文主要研究基于级联双环谐振腔的传感器,使用包络拟合方法提高传感器探测极限和探测精度,并探究与热调谐结合的新型探测方式。本文首先从理论上阐述了微环谐振腔传感器的透射谱传递函数、传感原理和性能参数。然后介绍了传感器芯片的制作工艺,设计了密封性更好的微流通道,并完成了芯片与光纤阵列的封装,搭建了波长测试系统。接着研究了传感器的温度特性,并使用梯度浓度NaCl溶液测试了传感器的体折射率传感性能。最后分析了游标效应引起传感器探测极限和探测精度降低的原因,引入了误差评价方法。从仿真和实验上论证,通过对透射谱包络进行拟合,可以将探测极限提升7倍,灵敏度测量误差由未拟合时的40.12%,降低为使用gauss3函数模型拟合后的0.53%。并将包络拟合方法与热调谐结合,测得热调谐波长探测下传感器灵敏度为34413.49mW/RIU。
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