激光微球传感器的应用领域

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发表时间:2019-05-15 15:47作者:勒夫迈

激光微球传感器的原理是在微球外表持续發生全反射,微球激光传感器将光约束在赤道平面周围并沿外圆绕行,激发出独特的回音壁模式。因为全反射的作用,球外光波为倏逝波,这种光波是非传播波,因而渗出微球以外的光是极其微弱的,所以它可以将光约束在微小的体积内很长时间而几乎没有任何质量损失。


微球传感器示意图


微球激光传感器在非线性光学、腔体量子电动力学、低阈值激光器研究及量子光学等领域有着重要的应用。由于微球激光传感器的微球谐振腔的作用,大大提升了生物传感器、温度传感器和加速度传感器的灵敏度和精度等性能指标。


1,激光微球在生物传感器的应用

通过外界微小粒子在微球外表周围与球外的倏逝场相互影响引发细微改变,使得激光波长转变。利用锥形光纤耦合技术,当一束光从某一物质到达界面上,将发生反射現象,同时将微球放置该倏逝场的适当位置,使之与微球传感器的模式相匹配,外界的光就能从外界的传播波耦合进入微球,在激光微球传感器中激发出回音壁模式。


2,激光微球在加速度传感器上的应用

该激光传感器是通过微球谐振腔与耦合器件之间的相对距离变动来进行检测的。同时根据更替的高低折射率层组成的介质堆将微球腔、波导与底层隔離出来。


加速度传感器原理图


3,激光微球在温度传感器的应用

这种传感器通过改变微球的折射率影响谐振腔的本证模式。激光微球传感器与周围空气以热传导进行热交换,微量改变周围空气温度,使得激光微球传感器的频率发生显著变化。在低温的发射光谱用于标定强度比率与微球的温度,然后根据强度比率和温度的关系计算出高温区。


随着耦合技术的不断提高,激光微球传感器的精度及灵敏度在传感器技术这一领域将有很大作用。

LD09激光粉尘传感器