Name: 높은 해상도와 빠른 응답 실리콘 밀고 광 감지 플랫폼 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2019-01-07T14:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 3 s
Description: 배우세요 실리콘 팁 광섬유 센싱 플랫폼(Si-FOSP)을 활용한 고해상도 물리량 측정 방법을. MEMS 기술로 제작된 이 센서는 온도, 유동, 방사선 측정에 빠른 응답성과 높은 감도를 제공하여 해양학 및 융합 에너지 연구에 활용됩니다.

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이 작품은 미국 해군 연구 실험실 (개에 의해 지원 되었다 N0017315P0376, N0017315P3755); 미국 사무실 해군 연구소 (번호. N000141410139, N000141410456); 미국 에너지 부 (번호. DE-SC0018273, 드-AC02-09CH11466, 드-AC05-00OR22725).

1입니다. 낮은 기교 센서의 제작
<ol><li>실리콘 기둥을 조작. 독립 실행형 실리콘 기둥 (그림 2a)으로 200 µ m 두께 더블 사이드 광택 (DSP) 실리콘 웨이퍼의 조각을 패턴, 표준 마이크로 전자 기계 시스템 (MEMS) 제조를 사용 하 여 용이 하 게 한다. 참고: 패턴된 웨이퍼에 감광의 얇은 레이어를 사용 하 여 다른 큰 실리콘 웨이퍼 보 세. 포토 레지스트의 결합 힘 똑바로, 하지만 또한 충분히 약한 나중 단계에 대 한 기판에서 분리 하는 기둥을 충분히 강하다.</li>
	<li>도입 섬유를 준비 합니다. 단일 모드 광섬유의 원심 끝의 플라스틱 코팅 떨어져 스트립. 알코올 담근 렌즈 티슈를 사용 하 여 제거 섹션을 청소. 광 식 칼을 사용 하 여 청소 섬유 다니엘</li>
	<li>쪼개진된 도입 섬유 (그림 2b)의 끝 얼굴에 자외선 경화 접착제의 얇은 층을 적용. 유리 슬라이드에 UV 경화 접착제의 작은 방울을 넣어. 스핀-코팅 하거나 수동으로 유리 슬라이드 스윙 접착제 층을 얇은. 유리 슬라이드에 대 한 도입 섬유의 끝 얼굴을 눌러 섬유 끝에 접착제 레이어를 전송.</li>
	<li>섬유 끝에 실리콘 기둥을 연결 합니다. 실리콘 기둥 중 하나 도입 섬유 정렬, 한편 FPI는 분석기를 사용 하 여 실리콘의 실시간 반사 스펙트럼 모니터링. UV 램프를 사용 하 여 만족 스러운 스펙트럼 (그림 2c) 관찰 하는 경우 접착제를 치료. 참고: 일반적으로, 치료 과정 10 ~ 15 분 정도 걸립니다.</li>
	<li>센서는 기판에서 분리 합니다. 후에 UV 접착제는 완전히 치료, 실리콘 기둥 (그림 2d) 기판에서 분리 함께 도입 섬유를 들어올려. 참고: 일부 잔여 감광 제 실리콘 기둥 (그림 2e)의 윗 표면에 남아 있었다. 대부분의 경우, 잔여 감광 센서의 기능 영향을 주지 않습니다. 필요한 경우, 알코올에 의해 감광 레이어를 제거할 수 있습니다.</li>
	<li>조립된 센서 헤드를 검사 합니다. 현미경을 사용 하 여 조작된 센서 헤드의 형상을 검사. 성공적으로 조작 하는 센서의 전형적인 이미지 그림 2 층에서 볼 수 있다.</li>
</ol>2입니다. 높은 기교 센서의 제작
<ol><li>높은 반사 거울으로 실리콘 웨이퍼의 양쪽 코트. 150 nm 두꺼운 금 층으로 스퍼터 링 코팅 기계를 사용 하 여 75 µ m 두께 더블 사이드 광택 실리콘 웨이퍼의 한쪽을 코트와 높은 반사율 (HR) 유 전체 거울 반대편 코트. 참고: 유 전체 시간 코팅은 외부 회사에 의해 수행 됐다 이 코팅의 반사율 98% 이상 회사에 의해 시험 되었다. 그러나, 상세한 재료와 코팅의 구조는 회사에 의해 독점 보호 기능으로 인해 알려지지 않은 재료의 테이블에 대 한 자세한을 참조 하십시오.</li>
	<li>조명을된 도입 섬유를 준비 합니다. 단일 모드 섬유와 등급 인덱스 멀티 모드 광섬유 (기-MMF)의 짧은 부분을 결합 하 고, 광학 현미경, 아래 왼쪽 (그림 3a 섬유 겨냥 틀을 형성 하는 MMF 내의 빛 궤적의 기간의 분기 기 MMF를 쪼개 다 ). 참고: GI-MMF 더 나은 가시성과 스펙트럼4,16을 얻을 수 있도록 모드 필드 직경을 확장 하는 데 사용 됩니다. GI-MMF,이이 작품에서 약 250 µ m, 길이 레이 궤적의 기간이 정확 하 게 1/4입니다.</li>
	<li>조각난된 더블 사이드 코팅된 실리콘 도입 섬유에 연결 합니다. 낮은 기교 센서 (1.3-1.5 단계) 날조를 위한 섬유 끝에 실리콘 기둥 연결의 유사한 단계에 따라 높은 기교 센서 조립. 참고: 유 전체 코팅 사이드 (그림 3b, 3c) 오는 빛에 게 겨냥 틀에 첨부 됩니다. 이 경우에, 이전 실리콘 기둥 패턴화 되지 했다 실리콘 조각으로 대체 됩니다. 미래에 꽃무늬 실리콘 웨이퍼는 센서 더 균일 하 고 쉽게 제작에 대 한 높은 반사 거울으로 코팅 수 것입니다. 1.3-1.5의 제조 단계에 차이 적절 한 시정 반사 스펙트럼 노치 받아야 처음 접착제는 겨냥 틀의 끝 얼굴에 이전 하기 전에.</li>
	<li>섬유 연마 기계를 사용 하 여 원형 모양으로 불규칙 모양의 실리콘 조각 폴란드어.</li>
	<li>조립된 센서 헤드를 검사 합니다. 바람직한 원형 모양 달성 되도록 센서 헤드를 현미경을 사용 하 여 (그림 3).</li>
</ol>3. 신호 복조 낮은 기교 시-FOSP에 대 한
참고: 낮은 기교 시 FOSP를 복조에 사용 되는 시스템은 그림 4a에 표시 됩니다. 다음 자세한 단계는 시스템을 설정 하 고 데이터 처리를 수행 도움이.
<ol><li>C-밴드 광대역 소스는 광학 circulator의 1 포트를 연결 합니다.</li>
	<li>포트 2 낮은 기교 센서의 도입 섬유 광학 circulator의 결합</li>
	<li>데이터 저장을 위해 컴퓨터와 통신 하는 고속 분석기를 광학 circulator의 3 포트를 연결 합니다.</li>
	<li>시스템이 제대로 작동 하는지 확인 하는 센서의 스펙트럼을 확인 하십시오. 그림 4b에서 전형적인 스펙트럼을 참조 하십시오.</li>
</ol>4. 신호 복조 높은 기교 시-FOSP에 대 한
참고: 시스템 높은 기교 시 FOSP를 복조에 사용 되는 그림 5a에 표시 됩니다. 다음 자세한 단계는 시스템을 설정 하 고 데이터 후 처리를 수행 도움이.
<ol><li>현재 컨트롤러를 사용 하 여 가변 DFB 레이저를 쓸 어. 참고: 다른 레이저와 컨트롤러에 대 한 변화, 피크 대 피크 연소 전압 스펙트럼 노치를 커버 하기에 충분 해야 합니다.</li>
	<li>1 광학 circulator의 포트를 가변 레이저의 출력을 연결 합니다.</li>
	<li>포트 2 높은 기교 센서에 광학 circulator의 결합</li>
	<li>포트 3 광 circulator는 매칭 연결.</li>
	<li>데이터 수집 디바이스를 사용 하 여 컴퓨터에 의해 저장 되는 매칭의 출력을 읽을.</li>
	<li>시스템이 제대로 작동 하는지 확인 하는 센서의 스펙트럼을 확인 하십시오. 그림 5b에 표시 된 스펙트럼의 전형적인 프레임을 참조 하십시오. 다항식 곡선 맞춤을 사용 하 여 계곡 위치를 찾아.</li>
</ol>

<ol><li>Lee, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Review+of+the+present+status+of+optical+fiber+sensors%5BTitle%5D)+AND+%22Optical+Fiber+Technology%22%5BJournal%5D)">Review of the present status of optical fiber sensors.</a> Optical Fiber Technology. 9, 57-79 (2003).</li>
<li>Liu, G., Han, M., Hou, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High-resolution+and+fast-response+fiber-optic+temperature+sensor+using+silicon+Fabry-Perot+cavity%5BTitle%5D)+AND+%22Optics+Express%22%5BJournal%5D)">High-resolution and fast-response fiber-optic temperature sensor using silicon Fabry-Perot cavity.</a> Optics Express. 23, 7237-7247 (2015).</li>
<li>Hatta, A. M., Rajan, G., Semenova, Y., Farrell, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((SMS+fibre+structure+for+temperature+measurement+using+a+simple+intensity-based+interrogation+system%5BTitle%5D)+AND+%22Electronics+Letters%22%5BJournal%5D)">SMS fibre structure for temperature measurement using a simple intensity-based interrogation system.</a> Electronics Letters. 45, 1069(2009).</li>
<li>Sheng, Q., Liu, G., Reinke, M. L., Han, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+fiber-optic+bolometer+based+on+a+high-finesse+silicon+Fabry-Perot+interferometer%5BTitle%5D)+AND+%22Review+of+Scientific+Instruments%22%5BJournal%5D)">A fiber-optic bolometer based on a high-finesse silicon Fabry-Perot interferometer.</a> Review of Scientific Instruments. , 065002(2018).</li>
<li>Ding, M., Wang, P., Brambilla, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fast-response+high-temperature+microfiber+coupler+tip+thermometer%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+Photonics+Technology+Letters%22%5BJournal%5D)">Fast-response high-temperature microfiber coupler tip thermometer.</a> IEEE Photonics Technology Letters. 24, 1209-1211 (2012).</li>
<li>Berthold, J. W., Reed, S. E., Sarkis, R. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Reflective+fiber+optic+temperature+sensor+using+silicon+thin+film%5BTitle%5D)+AND+%22Optical+Engineering%22%5BJournal%5D)">Reflective fiber optic temperature sensor using silicon thin film.</a> Optical Engineering. 30, 524-528 (1991).</li>
<li>Kajanto, I., Friberg, A. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+silicon-based+fibre-optic+temperature+sensor%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Physics+E%3A+Scientific+Instruments%22%5BJournal%5D)">A silicon-based fibre-optic temperature sensor.</a> Journal of Physics E: Scientific Instruments. 21, 652-656 (1988).</li>
<li>Schultheis, L., Amstutz, H., Kaufmann, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fiber-optic+temperature+sensing+with+ultrathin+silicon+etalons%5BTitle%5D)+AND+%22Optics+Letters%22%5BJournal%5D)">Fiber-optic temperature sensing with ultrathin silicon etalons.</a> Optics Letters. 13, 782-784 (1988).</li>
<li>Zhang, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Temperature+characteristics+of+silicon+core+optical+fiber+Fabry-Perot+interferometer%5BTitle%5D)+AND+%22Optics+Letters%22%5BJournal%5D)">Temperature characteristics of silicon core optical fiber Fabry-Perot interferometer.</a> Optics Letters. 40, 1362-1365 (2015).</li>
<li>Cocorullo, G., Corte, F. G. D., Iodice, M., Rendina, I., Sarro, P. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+temperature+all-silicon+micro-sensor+based+on+the+thermo-optic+effect%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+Transactions+on+Electron+Devices%22%5BJournal%5D)">A temperature all-silicon micro-sensor based on the thermo-optic effect.</a> IEEE Transactions on Electron Devices. 44, 766-774 (1997).</li>
<li>Liu, G., Han, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fiber-optic+gas+pressure+sensing+with+a+laser-heated+silicon-based+Fabry-Perot+interferometer%5BTitle%5D)+AND+%22Optics+Letters%22%5BJournal%5D)">Fiber-optic gas pressure sensing with a laser-heated silicon-based Fabry-Perot interferometer.</a> Optics Letters. 40, 2461-2464 (2015).</li>
<li>Liu, G., Hou, W., Qiao, W., Han, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fast-response+fiber-optic+anemometer+with+temperature+self-compensation%5BTitle%5D)+AND+%22Optics+Express%22%5BJournal%5D)">Fast-response fiber-optic anemometer with temperature self-compensation.</a> Optics Express. 23, 13562-13570 (2015).</li>
<li>Liu, G., Sheng, Q., Hou, W., Han, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optical+fiber+vector+flow+sensor+based+on+a+silicon+Fabry-Perot+interferometer+array%5BTitle%5D)+AND+%22Optics+Letters%22%5BJournal%5D)">Optical fiber vector flow sensor based on a silicon Fabry-Perot interferometer array.</a> Optics Letters. 41, 4629-4632 (2016).</li>
<li>Liu, G., Sheng, Q., Geraldo, R. L. P., Hou, W., Han, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+fiber-optic+water+flow+sensor+based+on+laser-heated+silicon+Fabry-Perot+cavity%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+of+SPIE%22%5BJournal%5D)">A fiber-optic water flow sensor based on laser-heated silicon Fabry-Perot cavity.</a> Proceedings of SPIE. 9852, 98521B(2016).</li>
<li>Reinke, M. L., Han, M., Liu, G., Gv Eden, G., Evenblij, R., Haverdings, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Development+of+plasma+bolometers+using+fiber-optic+temperature+sensors%5BTitle%5D)+AND+%22Review+of+Scientific+Instruments%22%5BJournal%5D)">Development of plasma bolometers using fiber-optic temperature sensors.</a> Review of Scientific Instruments. 87, 11E708(2016).</li>
<li>Zhang, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fringe+visibility+enhanced+extrinsic+Fabry-Perot+interferometer+using+a+graded+index+fiber+collimator%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+Photonics+Journal%22%5BJournal%5D)">Fringe visibility enhanced extrinsic Fabry-Perot interferometer using a graded index fiber collimator.</a> IEEE Photonics Journal. 2, 469-481 (2010).</li>
<li>Hou, W. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aHou%2C+W+%22Ocean+sensing+and+monitoring%22">Ocean sensing and monitoring</a>. , SPIE Press. (2013).</li>
<li>Hou, W., Woods, S., Jarosz, E., Goode, W., Weidemann, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optical+turbulence+on+underwater+image+degration+in+natural+environments%5BTitle%5D)+AND+%22Applied+Optics%22%5BJournal%5D)">Optical turbulence on underwater image degration in natural environments.</a> Applied Optics. 51, 2678-2686 (2012).</li>
<li>Hou, W., Jarosz, E., Woods, S., Goode, W., Weidemann, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Impacts+of+underwater+turbulence+on+acoustical+and+optical+signals+and+their+linkage%5BTitle%5D)+AND+%22Optics+Express%22%5BJournal%5D)">Impacts of underwater turbulence on acoustical and optical signals and their linkage.</a> Optics Express. 21, 4367-4375 (2013).</li>
<li>Nootz, G., Jarosz, E., Dalgleish, F. R., Hou, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quantification+of+optical+turbulence+in+the+ocean+and+its+effects+on+beam+propagation%5BTitle%5D)+AND+%22Applied+Optics%22%5BJournal%5D)">Quantification of optical turbulence in the ocean and its effects on beam propagation.</a> Applied Optics. 55, 8813-8820 (2016).</li>
<li>Nootz, G., Matt, S., Kanaev, A., Judd, K., Hou, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Experimental+and+numerical+study+of+underwater+beam+propagation+in+a+Rayleigh-B%C3%A9nard+turbulence+tank%5BTitle%5D)+AND+%22Applied+Optics%22%5BJournal%5D)">Experimental and numerical study of underwater beam propagation in a Rayleigh-Bénard turbulence tank.</a> Applied Optics. 56, 6065-6072 (2017).</li>
<li>Matt, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+controlled+laboratory+environment+to+study+EO+signal+degradation+due+to+underwater+turbulence%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+of+SPIE%22%5BJournal%5D)">A controlled laboratory environment to study EO signal degradation due to underwater turbulence.</a> Proceedings of SPIE. 9459, 94590H(2015).</li>
<li>Han, M., Liu, G., Hou, W. Fiber-optic temperature and flow sensor system and methods. U.S. Patent. , 9995628 B1 (2018).</li>
<li>Kallenbach, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Impurity+seeding+for+tokamak+power+exhaust%3A+from+present+devices+via+ITER+to+DEMO%5BTitle%5D)+AND+%22Plasma+Physics+and+Controlled+Fusion%22%5BJournal%5D)">Impurity seeding for tokamak power exhaust: from present devices via ITER to DEMO.</a> Plasma Physics and Controlled Fusion. 55, 124041(2013).</li>
<li>Alcator C-Mod. , Available from:
 <a target="_blank" href="https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Alcator_C-Mod_Tokamak_Interior.jpg">https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Alcator_C-Mod_Tokamak_Interior.jpg</a> (2018).</li>
<li>Meister, H., Willmeroth, M., Zhang, D., Gottwald, A., Krumrey, M., Scholze, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Broad-band+efficiency+calibration+of+ITER+bolometer+prototypes+using+Pt+absorbers+on+SiN+membranes%5BTitle%5D)+AND+%22Review+of+Scientific+Instruments%22%5BJournal%5D)">Broad-band efficiency calibration of ITER bolometer prototypes using Pt absorbers on SiN membranes.</a> Review of Scientific Instruments. 84, 123501(2013).</li>
<li>Peterson, B. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Development+of+imaging+bolometers+for+magnetic+fusion+reactors%5BTitle%5D)+AND+%22Review+of+Scientific+Instruments%22%5BJournal%5D)">Development of imaging bolometers for magnetic fusion reactors.</a> Review of Scientific Instruments. 79, 10E301(2008).</li>
<li>Liu, G., Sheng, Q., Dam, D., Hua, J., Hou, W., Han, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Self-gauged+fiber-optic+micro-heater+with+an+operation+temperature+above+1000+%C2%B0C%5BTitle%5D)+AND+%22Optics+Letters%22%5BJournal%5D)">Self-gauged fiber-optic micro-heater with an operation temperature above 1000 °C.</a> Optics Letters. 42, 1412-1415 (2017).</li>
<li>Liu, G., Hou, W., Han, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Unambiguous+peak+recognition+for+a+silicon+Fabry-Perot+interferometric+temperature+sensor%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Lightwave+Technology%22%5BJournal%5D)">Unambiguous peak recognition for a silicon Fabry-Perot interferometric temperature sensor.</a> Journal of Lightwave Technology. 36, 1970-1978 (2018).</li>
<li>Liu, G., Sheng, Q., Hou, W., Han, M., High-resolution, <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High-resolution%2C+large+dynamic+range+fiber-optic+thermometer+with+cascaded+Fabry-Perot+cavities%5BTitle%5D)+AND+%22Optics+Letters%22%5BJournal%5D)">High-resolution, large dynamic range fiber-optic thermometer with cascaded Fabry-Perot cavities.</a> Optics Letters. 41, 5134-5137 (2016).</li>
</ol>

미국 특허 (No. 9995628 B1) 관련된 기술을 보호 하기 위해 발행 되었습니다.

실리콘 FPI의 크기 (길이 직경)의 해상도에 요구와 속도 사이의 거래에 따라 이루어집니다. 일반적으로, 더 작은 크기 더 높은 속도 제공 하지만 해상도2감소. 짧은 길이 더 높은 속도 얻기 위해 유리 하지만 그것은 반사 노치의 확장된 FWHM 인해 높은 해상도 얻기 위해 우수한. FWHM 줄이기 위해 HR 코팅을 사용 하 여 해상도 향상 시킬 수 있습니다 하지만 그것은 때문에 신호 복조 레이저 스캔을 사용 하 여 동적 범위를 제한 됩니다. 작은 직경 증가 속도, 하지만 좋은 스펙트럼을 얻을 수 있도록 지름 도입 섬유의 모드 필드 직경 보다 큰 이어야 한다. 그러나 그것은,, 또한 발견 실리콘 직경의 섬유 보다 더 큰 섬유4감소 전도 열 손실로 인해 bolometry에 대 한 감도 향상 시킬 수 있습니다. 따라서, 센서 크기의 선택은 매우 특정 응용 프로그램에 따라 달라 집니다.
비록 우리가 시...

광섬유 센서 (FOSs) 작은 크기, 그것의 저가, 그것의 가벼운 무게와 전자기 간섭 (EMI)1의 면역 등의 독특한 특성으로 인해 많은 연구자에 대 한 초점 되었습니다. 이러한 FOSs 환경 모니터링, 바다 감시, 석유 탐사, 그리고 다른 사람의 사이에서 산업 공정 등 많은 분야에서 다양 한 응용 프로그램을 발견 했다. 온도 관련 감지에 오면, 전통적인 FOSs 해상도와 분 및 빠른 온도 변화 측정 바람직한 경우 속도 뛰어난있지 않습니다. 이러한 한계는 많은 전통적인 FOSs 기반으로 융합 된 실리 카 재료의 광학 및 열 특성에서 줄기. 한 손으로, 열 광학 계수 (TOC)와 실리 카의 열 확장 계수 (TEC)는 1.28x10-5 RIU / ° C 및 5.5x10-7 m/(m·°C), 각각; 이러한 값은 1550 nm의 파장 주위만 약 13 오후 / ° C의 온도 감도 이어질. 다른 한편으로, 열 확산 율, 온도의 속도의 측정 인 열 에너지 교환에 대 한 응답에서 변경, 단지 1.4x10-6 m2/s 실리 카;에 대 한 이 값은 실리 카 기반 FOSs의 속도 향상을 위한 우수.
섬유 광학 감지 플랫폼 (FOSP)이이 문서에서 보고 나누기 융합 된 실리 카 기반 FOSs의 위의 한계. 새로운 FOSP 소재, 높은-품질 Fabry-페로 간섭계 (FPI) 여기 실리콘 밀고 FOSP (Si-FOSP) 이라고 하는 섬유의 끝에 형성을 감지 키로 결정 실리콘을 사용 합니다. 그림 1 시 FOSP의 핵심은 센서 헤드의 구조 및 작동 원리를 보여 줍니다. FPI, 그 반사 스펙트럼 특징 정기적인 변두리의 시리즈는 실리콘이 센서 헤드에 의하여 기본적으로 이루어져 있다. 파괴적인 방해는 OPL 만족 2nL 때 발생 = Nλ, n과 L는 굴절률 및 실리콘 FP 구멍의 길이와 N은 정수 프린지 노치의 순서입니다. 따라서, 간섭 변두리의 위치는 실리콘 캐비티 OPL에 반응. 특정 응용 프로그램에 따라 실리콘 FPI로 만들어질 수 있다 두 가지 유형: 낮은 기교 FPI 및 높은 기교 FPI. 낮은 기교 FPI는 실리콘 구멍의 양쪽에 대 한 낮은 반사율 높은 기교 FPI는 실리콘 구멍의 양쪽에 대 한 높은 반사율. 실리콘 공기, 실리콘 섬유 인터페이스의 reflectivities는 대략 30%와 18%, 따라서 유일한 실리콘 FPI 그림 1a 에서 본질적으로 낮은 기교 FPI. 양쪽에 얇은 높은 반사율 (HR) 레이어를 입혀서, FPI는 높은 기교 실리콘 형성 (그림 1b). (유 전체 또는 골드) HR 코팅의 반사율 98%로 높은 수 있습니다. 두 가지 유형의 시 FOSP에 대 한 n와 L 증가 온도 증가. 따라서, 프린지 변화를 모니터링 하 여 온도 변화를 추론 수 있습니다. Note 같은 양의 파장 이동에 대 한 높은 기교 FPI 훨씬 좁은 프린지 노치 (그림 1c)로 인해 더 나은 차별 제공. 높은 기교 시-FOSP는 더 나은 해상도, 낮은 기교 시 FOSP 더 큰 동적 범위를 하고있다. 따라서,이 두 버전 간의 선택 특정 응용 프로그램의 요구 사항에 따라 달라 집니다. 또한, 절반 최대 (FWHM) 낮은 기교와 높은 기교 실리콘 FPIs의 전체 폭에 큰 차이로 인해 그들의 신호 복조 방법 다르다. 예를 들어 1.5의 이론적 FWHM nm은 감소에 대 한 50 번만 30 오후 유일한 실리콘 FPI의 양쪽 98 %HR 층으로 코팅 하는 때. 따라서, 낮은 기교 시-FOSP, 대 한 고속 분석기 겠지만 데이터 수집 및 처리, 잘으로 확인할 수 없는 많은 좁은 FWHM 인해 높은 기교 시 FOSP를 복조 하는 데 사용 될는 스캐닝 레이저는 분 광 계입니다. 두 복조 방법 프로토콜에서 설명 될 것 이다.
여기 선택 실리콘 소재는 우수한 해상도 측면에서 온도 감지에 대 한. 비교, 목차와 실리콘의 절반은 1.5x10-4 RIU / ° C 및 2.55x10-6 m/(m∙°C), 각각, 약 84.6 오후 / ° C는 약 6.5 배 이상 모든 실리 카 기반 FOSs2의 온도 감도에 선도.  이 훨씬 높은 감도, 뿐만 아니라 우리는 시연 잡음 레벨을 감소 하 고 따라서 낮은 기교 센서에 대 한 해상도 개선 하는 방법 추적 하는 평균 파장에서 C 2, 6 x 10-4 °의 온도 분해능을 선도 모든 실리 카 기반 포30.2 ° C의 해상도 비교. 해상도 더 1.2x10-4 ° C 높은 기교 버전4에 대 한 개선 되었습니다.  실리콘 물자는 또한 속도 측면에서 감지를 위해 우수한. 비교, 실리콘의 열 확산 율은 8.8x10-5 m2/s, 실리 카2보다 60 배 이상입니다.  (예를 들어, 80 µ m 직경, 200 µ m 두께) 소형 풋프린트와 결합, FOS 되었습니다 실리콘 0.51 ms의 응답 시간2, 마이크로 실리 카 섬유 커플러 팁 온도 센서516 ms에 비해 시연.  비록 일부 연구 작업으로 감지 자료 다른 그룹6,7,,89, 그들의 아무도 의해 보고 되었습니다 매우 얇은 실리콘 필름을 사용 하 여 온도 측정에 관련 해상도 또는 속도 센서의 성능을 있습니다. 예를 들어 0.12 ° C의 해상도와 1의 긴 응답 시간 센서 s 보고 되었다. 7 0.064 ° C의 더 나은 온도 분해능 되었습니다 보고10;  그러나, 속도 상대적으로 부피가 큰 센서 헤드에 의해 제한 됩니다. 무엇이 새로운 제조 방법 및 데이터 처리 알고리즘에 Si FOSP 독특한 거짓말.
온도 감지에 대 한 위의 장점 외에 Si-FOSP 또한 목표로 가스 압력11, 공기 등의 다른 매개 변수를 측정 온도 관련 센서의 다양 한으로 개발 될 수 있다 또는 물 흐름12,13 ,14 , 그리고 방사선4,15.  이 문서는 센서에 대 한 자세한 설명을 제조 및 신호 복조 프로토콜 세 가지 대표적인 응용 프로그램 및 그들의 결과 제공합니다.

<table><tbody><tr><td>200 프루프 순수 에탄올</td><td>Koptec</td><td>V1001</td><td></td></tr><tr><td>5 채널 듀플렉스 CWDM</td><td>파이버 스토어</td><td>5MDD-ABS-FSCWDM</td><td></td></tr><tr><td>버터플라이 레이저 다이오드 마운트</td><td>Tholabs</td><td>LM14S2</td><td></td></tr><tr><td>CastAway CTD</td><td>옐로우 스프링 기기</td><td></td><td></td></tr><tr><td>CTD</td><td>바닷새</td><td>SBE 19plus</td><td></td></tr><tr><td>전류 미터</td><td>Nortek</td><td>벡터</td><td></td></tr><tr><td>데이터 수집 장치</td><td>National Instruments</td><td>NIUSB4366</td><td></td></tr><tr><td>디지털 오실로스코프</td><td>RIGOL</td><td>DS1204B</td><td>200 MHz 2 GSa/s</td></tr><tr><td>다이오드 레이저</td><td>Thorlabs</td><td>LM9LP</td><td>파장: 632 nm</td></tr><tr><td>고정 BNC 터미네이터 키트</td><td>Thorlabs</td><td>FTK01</td><td></td></tr><tr><td>기능 파형 생성기&nbsp;</td><td>RIGOL</td><td>DG4162</td><td>160MHz 500GSa/s</td></tr><tr><td>고정밀 절단기</td><td>Fujikura</td><td>CT-32</td><td></td></tr><tr><td>고반사 유전체 코팅</td><td>증발 코팅 INC(ECI)</td><td></td><td>코팅의 재료 및 구조는 알 수 없음</td></tr><tr><td>I-MON 512 분광계</td><td>Ibsen Phtonics</td><td>P/N: 1257110</td><td></td></tr><tr><td>InGaAs 바이어스 검출기</td><td>톨랩</td><td>DET01CFC</td><td>FC/PC 출력: 0-10V; 수량: 2</td></tr><tr><td>레이저 다이오드</td><td>Qphotonic</td><td>QFLD-405-20S</td><td>파장: 405 nm</td></tr><tr><td>레이저 다이오드 전류 컨트롤러</td><td>Tholabs</td><td>LDC 210C</td><td>1 A 및 100 mA 범위&nbsp;</td></tr><tr><td>레이저 다이오드 온도 컨트롤러</td><td>Tholabs</td><td>TEC 200C</td><td>수량:</td></tr><tr><td>2 라텍스 검사 장갑</td><td>HCS</td><td></td><td></td></tr><tr><td>마이크로 슬라이드</td><td>Corning Incorporated</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Narrow Linewidth DFB 레이저</td><td>Eblana</td><td>EP1550-NLW-B06-100FM</td><td>파장:1550nm</td></tr><tr><td>광섬유 융합 접속기</td><td>Sumitomo electric industries, LTD</td><td>3822-2</td><td></td></tr><tr><td>광학 현미경 및 모니터</td><td>Ikegami Tsushinki Company</td><td>PM-127</td><td></td></tr><tr><td>광학 스펙트럼 분석기</td><td>요코가와</td><td>AQ6370C</td><td>파장 범위: 600-1700nm</td></tr><tr><td>폴란드어 기계</td><td>ULTRA TEC</td><td>41076</td><td></td></tr><tr><td>포스트 마운트 가능한 Irises</td><td>Thorlabs</td><td></td><td>수량: 2</td></tr><tr><td>펌프 레이저</td><td>Gooch 및 Housego</td><td>0400-0974-SM</td><td>파장 : 980 nm</td></tr><tr><td>Si 증폭 광 검출기</td><td>Thorlabs</td><td>PDA36A</td><td>파장 : 350-1100 nm</td></tr><tr><td>실리콘 웨이퍼</td><td>대학 웨이퍼</td><td></td><td>두께 : 10 & 마이크로; m, 200 &마이크로; m, 75 &마이크로; m, 40 &마이크로; m</td></tr><tr><td>단일 모드 광섬유&nbsp;</td><td>Corning</td><td>SMF-28</td><td></td></tr><tr><td>단일 모드 융합&nbsp; 파이버 커플러</td><td>Thorlabs</td><td></td><td>파장: 1550nm</td></tr><tr><td>SM 125 interogrator</td><td>미크론 광학</td><td></td><td></td></tr><tr><td>잠수정 수족관 펌프</td><td>Songlong</td><td>SL-403</td><td></td></tr><tr><td>초발광 LED</td><td>고밀도 반도체</td><td>DL-BP1-1501A</td><td>파장 범위: 1510-1590nm</td></tr><tr><td>주사기 펌프</td><td>Cole Parmer</td><td>74905-02</td><td></td></tr><tr><td>여행 번역 단계</td><td>Thorlabs</td><td>LT1</td><td></td></tr><tr><td>UV 경화형 접착제</td><td>에폭시 기술</td><td>PB109077</td><td></td></tr><tr><td>UVGL-15 소형 UV Lmap</td><td>UVP</td><td>P/N:95-0017-09</td><td>254/365 nm</td></tr><tr><td>가변 광 감쇠기</td><td>Tholabs</td><td>M-VA/00016951 P/N: VOA50-APC</td><td></td></tr></tbody></table>

높은 해상도와 빠른 응답 실리콘 밀고 광 감지 플랫폼

A Silicon-tipped Fiber-optic Sensing Platform with High Resolution and Fast Response

이 문서에서는, 우리는 혁신적이 고 실제적으로 유망 광 감지 플랫폼 (FOSP)을 우리가 제안 하 고 최근 시연 소개 합니다. 이 FOSP 라고 시 FOSP이이 작품에서 섬유 끝에 연결 된 실리콘 Fabry-페로 간섭계 (FPI)에 의존 합니다. Si-FOSP 실리콘 구멍의 광학 경로 길이 (OPL)에 의해 결정 하는 interferogram를 생성 합니다. Measurand에서 OPL 변경 하 고 따라서 교대는 interferogram. 실리콘 재료의 독특한 광학 및 열 특성, 때문이 시-FOSP 및 속도 유리한 성능을 전시 한다. 또한, 성숙한 실리콘 제조 업계는 우수한 재현성 및 실용적인 응용 프로그램으로 저렴 한 비용으로 Si-FOSP endows. 특정 응용 프로그램에 따라 중 낮은 기교 또는 높은 기교 버전 이용 될 것입니다, 그리고 두 개의 서로 다른 데이터 복조 방법 따라 채택 될 것입니다. Si-FOSP의 두 버전을 날조를 위한 상세한 프로토콜 제공 됩니다. 3 대표적인 응용 프로그램 및 그들의 일치 결과 표시 됩니다. 첫 번째 바다 thermoclines 프로 파일링에 대 한 프로토 타입 수 중 온도계, 두 번째는 바다, 흐름 속도 측정 하는 유량 이며, 마지막 하나는 자석에서 배기 방사선 모니터링에 사용 되는 대런 국한 고온 플라즈마입니다.

Si-FOSP 바다 thermoclines 프로 파일링에 대 한 수 중 온도계로 최근 해양 조사 수 중 영상의 흐리게 오염 된 물에서 탁도에서 뿐만 아니라 깨끗 한 바다17,18마이크로 구조 온도에서 비롯 된 것을 설명 했다. 후자의 효과 계속 많은 따옴표,19흐린된 이미지 바로 잡기 위해 효과적인 방법을 찾아야을 더 잘 이해 하 고 물에서 또한 개발에 난 기류를 측정의 수단으로 광 통신 개선의 초점에 바다20,21. 온도 센서로 사용 시 FOSP 물 난 기류22의 빠른 온도 변화를 측정 하기 위한 현재 대응을 능가할 수 입증 되었습니다. 이 ...

이 작품 보고는 혁신적인 실리콘 밀고 광 감지 플랫폼 (Si-FOSP) 고해상도 및 빠른 응답의 다양 한 온도, 흐름, 방사선 등의 물리적 매개 변수 측정 합니다. 이 시 FOSP의 융해 에너지 연구 해양 연구, 기계 산업에서에서 스팬.

In this article, we introduce an innovative and practically promising fiber-optic sensing platform (FOSP) that we proposed and demonstrated recently. This ...

이 방법은 혁신적이고 적응력이 뛰어난 광섬유 감지 플랫폼을 생성합니다. 플랫폼의 개발은 원래 바다 바다의 난기류 특성화를위한 수중 온도계를 만들기 위해 데 그렌에 의해 구동되었다. 이 플랫폼의 장점은 고감도, 빠른 응답 및 작은 크기, 잘 확립 된 MEMS 제조 기술의 사용으로 인한 우수한 제조가능성을 포함한다.난류 특성화를 위한 온도 측정, 액체 및 가스 유량 측정, 일부 융합에서 고온 플라즈마의 방사선 과 같은 많은 온도 관련 측정에 사용할 수 있습니다. 분광기로 벤치에서 센서를 제작합니다. 첫 번째 단계는 실리콘 웨이퍼에서 실리콘 기둥을 제조하는 것입니다.이 웨이퍼는 센서에 사용할 수 있는 독립형 기둥을 가지고 있습니다. 기둥에 대한 개요는 이 회로도에 있습니다. 표준 마이크로 전기 기계 시스템 제조 방법을 사용하여 200 마이크로미터 두께의 이중 광택 실리콘 웨이퍼에서 패턴화됩니다.포토레지스트는 각 기둥과 기판의 꼭대기에 있습니다. 광섬유의 플라스틱 코팅을 벗겨 내어 납인 섬유를 준비합니다. 벗겨진 부분을 청소하기 위해 알코올에 담근 렌즈 조직을 사용합니다.청소된 섬유를 광섬유 칼로 가져가서 크리브하십시오. 다음으로 UV 치료 가능한 접착제와 유리 슬라이드를 획득하십시오. 유리 슬라이드에 UV 치료 가능한 접착제를 약간 떨어 뜨립니다.그런 다음 슬라이드를 수동으로 스윙하거나 스핀 코팅하여 접착제를 분배합니다. 접착제는 표면에 얇은 층에있을 것입니다. 갈라진 리드인 섬유를 얻고 마지막 면을 슬라이드에 대고 눌러 접착제를 전달합니다.반사 스펙트럼을 모니터링하기 위해 센서 인터로게이터에 섬유의 반대 쪽 끝을 부착합니다. 그런 다음 실리콘 기둥과 섬유의 갈라진 끝과 함께 작업합니다. 수평 평면에서 이동하는 번역 단계에서 기둥이 있는 웨이퍼를 가지고 다.섬유를 세로로 이동하는 선형 단계로 고정합니다. 실시간 반사 스펙트럼을 피드백으로 사용하는 동안 스테이지를 조정하여 섬유를 기둥 중 하나와 정렬합니다. 이 반사 스펙트럼은 정렬이 만족스럽다는 것을 암시하는 예입니다.스펙트럼이 만족스럽으면 섬유를 부착하기 위해 기둥과 접촉하십시오. 기둥과 섬유질이 부착되면 UV 램프 아래에서 결합을 치료하십시오. 경화가 완료되면 수직 번역 단계로 섬유를 들어 올려 기판에서 실리콘 기둥을 분리합니다.현미경으로 센서 헤드를 검사하여 형상을 검사합니다. 이것은 전형적인 성공적으로 제작된 센서입니다. 재료를 수집하여 고기교 센서를 제작합니다.여기에는 양면 광택 실리콘 웨이퍼의 파편이 포함되고 한쪽에는 스퍼터드 골드 레이어가 노란색으로 보입니다. 다른 쪽은 파란색으로 볼 수있는 높은 반사율, 유전체 거울 코팅을 가지고 있습니다. 다음으로, 등급 인덱스 멀티 모드 섬유의 짧은 부분을 단일 모드 섬유와 결합하여 섬유질 처리된 리드를 준비합니다.멀티 모드 섬유를 클리브합니다. 이 회로도에 묘사된 바와 같이, 등급인덱스 멀티 모드 섬유를 광탄도 의 계수의 분기로 클리너로 하여 섬유 콜리메이터를 형성한다. 이제 유리 슬라이드에 소량의 UV 치료 가능한 접착제를 놓습니다.슬라이드를 수동으로 스윙하거나 스핀 코팅하여 접착제를 희석한 후, 슬라이드에 대해 등급이 매겨진 다중 모드 섬유 끝을 눌러 접착제를 전달합니다. 반사 스펙트럼을 모니터링하기 위해 섬유의 다른 쪽 끝을 센서 인터로게이터에 연결합니다. 다음으로 웨이퍼 조각을 가로 변환 스테이지에 배치합니다.유전체 측이 위쪽으로 가리키게 하십시오. 준비된 섬유를 수직 번역 단계에 놓고 조각쪽으로 이동하여 두 조각을 부착합니다. 적외선 병합 센서를 페어링하는 낮은 기교 원단과 비교하면, 높은 기교 센서의 제조는 실리콘 요소와 선도적 인 섬유의 광학 정렬로 가장 엄격한 요구 사항을 가지고 있습니다.섬유와 부착된 웨이퍼 조각을 UV 램프 아래에 놓아 경화합니다. 다음 단계에 대한 준비가 되면 경화 후 어셈블리의 예입니다. 계속하기 전에 조각을 디스크 모양모양으로 연마합니다.현미경으로 센서 헤드를 검사하여 원하는 모양이 있는지 확인합니다. 완성된 저기교 장치를 강등 시스템에 통합합니다. 시스템은 곧바로 진행되며 몇 가지 요소만 포함됩니다.분광기와 컴퓨터. 이것은 세이마티스 형태로 설정입니다. 광섬유를 통해 출력이 있는 광대역 소스가 있습니다.섬유는 광학 순환기 중 하나를 포트로 이동합니다. 포트 2의 순환기에서 광섬유는, 납인 섬유, 낮은 기교 센서에 접합된다. 서큘레이터 의 포트 3을 고속 분광기에 연결합니다.데이터 저장을 위해 분광계에 연결된 컴퓨터를 사용합니다. 센서의 스펙트럼을 확인하여 시스템이 제대로 작동하는지 확인합니다. 이 스펙트럼은 일반적입니다.높은 기교 센서로 강등 시스템을 준비합니다. 설정은 낮은 기교 강등 시스템보다 약간 더 복잡합니다. 그럼에도 불구하고 설정에는 여전히 몇 가지 요소만 포함됩니다.현재 컨트롤러에 연결된 분산 피드백 레이저를 사용합니다. 광섬유를 통해 레이저 출력을 연결하여 광 순환기 중 하나를 포팅하여 순환기 의 포트 2에서 섬유, 높은 기교 센서에 접합된다. 광학 순환기의 포트 3을 사진 감지기에 연결합니다.사진 감지기의 데이터를 데이터 수집 장치로 이동하여 컴퓨터로 이동합니다. 센서의 스펙트럼을 확인하여 시스템이 제대로 작동하는지 확인하고 일반적인 스펙트럼을 산출합니다. 오픈 워터에서 열심선을 측정하도록 설계된 낮은 기교 시스템 센서는 필드 테스트 데이터를 파란색으로 수집했습니다.빨간색과 검은색 곡선은 현재 시장에서 사용할 수 있는 참조 기기로 이루어진 측정값입니다. 데이터를 자세히 살펴보면 낮은 기교 센서 시스템이 더 자세히 설명해 주어 있음을 시사합니다. 빨간색의 데이터는 물 탱크에 위치한 유동 센서로서 낮은 기교 센서 설정에서 나온 것입니다.검은 색의 데이터는 참조 상용 유량 센서에서 나온 것입니다. 두 사람은 일반적으로 동의합니다. 그러나 물이 진정되면 낮은 기교 센서는 훨씬 더 선명한 반응을 나타낸다.플라즈마에서 광자 방출을 측정하기 위한 고해상도 볼로미터의 고공교 센서가 유망합니다. 이러한 결과는 높은 기교 센서와 저항 볼로미터를 비교합니다. 기본 UV 접착제로 만든 센서는 고온에서 에폭시의 안정성이 저하되어 섭씨 100도 이상의 응용 분야에 는 사용되지 않습니다.선도적인 섬유질과 산성 임페더를 융합 접합과 부착하면 온도가 섭씨 1, 000도 정도 상승하는 센서 플랫폼으로 이어질 수 있으며 고온 환경에서 다른 흥미로운 응용 프로그램을 가능하게 할 수 있습니다. 고온 응용 분야의 예로는 발전소의 인치에서 매크로 히터, 적외선 방출기 및 온도 모니터링이 있습니다. UV 램프와 레이저를 사용하는 동안, 당신은 당신의 피부와 눈을 보호하기 위해 실험실 코트와 레이저 안전 고글을 착용하고 있는지 확인합니다.

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Research

연구

JoVE Journal

Engineering

공학

그들의 모국어 microenvironment에서 진화 많은 생물 학적 및 임상 상황에서는 그것은 세포 프로세스를 연구에 유리합니다. 여기 우리는 세포 배양, 동물 실험 및 임상 환자 연구에 실시간 영상을 제공할 수있는 저비 용의 광섬유 현미경의 조립 및 사용에 대해 설명합니다.

고해상도 광섬유 Microendoscopy에 대한 현장에서 세포 이미징

Biosensors은 복잡한 생물 학적 환경과 인터페이스 및 표면 변형을 통해 센서에 부착된 매우 구체적인 프로브와 고감도 센서를 결합하여 타겟 검색을 수행합니다. 여기서는 센서 및 생물 학적 환경을 해소하기 위해 실란 커플링 에이전트를 이용하여 비오틴과 실리카 광 센서의 표면 작용화를 보여줍니다.

실란 커플링 에이전트를 사용하여 실리카 광 Biosensors에 생물 학적 프로브를 부착

종종 안정적인 환경 조건을 필요로하기 때문에 초음파의 광학 검출 많은 영상 시나리오에서 비실용적이다. 우리는 제한적인 시나리오, 예를 들면 혈관 내 응용 프로그램에서 optoacoustic 영상에 적합한 소형화 및 민감도 수준의 휘발성 환경에서 초음파 감지하는 광학 기술을 보여줍니다.

광대역 의료 이미징 애플리케이션을위한 초음파의 광 검출기

nanodetection 대​​한 바람직하지 않은 레이저 지터 노이즈를 제거하도록 설계 기준 간섭계 기술은, 매우 높은 품질 계수의 마이크로 공동 프로빙에 이용된다. 어셈블리, 설정 및 데이터 수집을위한 지침은 캐비티 품질 계수를 특정하기위한 측정 과정과 함께 제공된다.

Nanodetection에 대한 참조 간섭계의 구현

우리는 용액에서 단일 분자를 감지할 수 있는 FLOWER(Frequency Locking Optical Whispering Evanescent Resonator)로 알려진 광학 공진기 기술을 기반으로 하는 무표지 바이오센싱 시스템을 개발했습니다. 여기에서는 이 작업의 이면에 있는 절차를 설명하고 제시합니다.

Microtoroid 광 공진기를 사용하여 라벨이없는 단일 분자 검출

우리는 공기 제트를 혼합하는 온도 영역을 매핑하기 위해 광섬유 분배 센서의 사용을 입증한다. 레일리 산란 기반 센서는 열전대와 같은 전통적인 센서를 얻기 어려운 뛰어난 공간 해상도를 제공하는 단일 섬유를 따라 데이터 포인트의 수천을 생성합니다.

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실리콘 광자 칩은 복잡한 통합 양자 시스템을 실현할 수있는 잠재력을 가지고있다. 제조 양자 측정을위한 광 실리콘 칩을 테스트하기위한 방법에 여기에 제시 하였다.

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여기서, 광학 위상 배열을 포함하는 SiN 통합 포토닉 회로의 작동에 대해 설명합니다. 회로는 근적외선에서 낮은 발산 레이저 빔을 방출하고 두 가지 차원으로 조종하는 데 사용됩니다.

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여기서, 열 조정 방법을 사용하여 나비 포장 마이크로 링 공진기에서 솔리톤 결정을 생성하는 프로토콜을 제시합니다. 또한, 단일 공석을 갖는 솔리톤 결정의 반복속도 변동은 지연된 자가이테로다인 방법을 사용하여 측정된다.

마이크로레소네이터에서 솔리톤 크리스탈의 신속한 반복 속도 변동 측정

배우세요 실리콘 팁 광섬유 센싱 플랫폼(Si-FOSP)을 활용한 고해상도 물리량 측정 방법을. MEMS 기술로 제작된 이 센서는 온도, 유동, 방사선 측정에 빠른 응답성과 높은 감도를 제공하여 해양학 및 융합 에너지 연구에 활용됩니다.

높은 해상도와 빠른 응답 실리콘 밀고 광 감지 플랫폼

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