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A Hyperuniform Disordered Solid Waveguide for Gas Sensing
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DOI：10.1002/adom.202503845.png)
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摘要
En 中文
超均匀无序固体（HUDS）是一种新兴的光子带隙材料，结合了无序系统的宏观各向同性和超均匀系统的隐藏长程有序性，在光电子学、光通信、传感和光谱学领域具有巨大应用潜力。然而，当前HUDS波导通常具有较弱的渐逝场，限制了传播光与环境之间的相互作用，从而阻碍了化学传感器在基于HUDS的光子集成电路中发挥其功能。本文提出并验证了一种亚波长光栅（SWG）嵌入的HUDS波导结构，以增强HUDS器件的渐逝场，用于高灵敏度片上气体传感。结果表明，所开发的SWG嵌入式HUDS波导具有0.42的增强外部限制因子，同时传播光学损耗为0.097 dB·µm−1。通过功能化CO2敏感材料聚己亚甲基双胍盐酸盐（PHMB），带有SWG嵌入式HUDS波导的马赫-曾德尔干涉仪器件在CO2折射率传感中表现出−2.91 pm·ppm−1的灵敏度和约29 ppm的检测限。本研究为开发基于HUDS波导器件的芯片集成气体传感器奠定了基础。
Keyword:
gas sensing
hyperuniform disordered solids
silicon photonics
subwavelength grating
期刊
IF:
7.2
论文数:
9.0K
被引数:
4.6W
机构
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