费米折射率波导包层吸收特性与溶液浓度传感研究

"这篇研究论文探讨了费米折射率分布渐变波导的包层吸收模谱特性和其在溶液浓度传感中的应用。通过使用0.004AgNO3-0.996NaNO3混合熔融盐，研究人员在B270光学玻璃上制备了费米折射率波导，并利用离子交换技术对其进行了优化。理论分析揭示了这种波导的包层吸收模谱特性，并通过实验验证了这些解析结果。" 正文: 在集成光学领域，光波导技术因其高效的信息传输能力而受到广泛关注。本文主要关注的是光波导的一个特殊类型——费米折射率分布渐变波导。这种波导的折射率在整个结构中呈梯度变化，这使得它在光传播过程中具有独特的性能。作者采用了一种混合熔融盐，即0.004AgNO3-0.996NaNO3，作为离子交换介质，在德国B270光学玻璃基片上制备了这种波导。这种方法允许精确控制波导的折射率分布，从而优化其光学性能。 对费米折射率分布渐变波导进行的理论分析表明，其包层吸收模谱特性与波导的损耗密切相关。实验中，研究人员设计了一个双样品盒串连的波导回路，以检测液体包层的吸收损耗。这一创新设计能够有效地测量溶液的包层吸收特征，进而揭示折射率虚部与溶液浓度之间的线性关系。测试结果显示，这种关系的灵敏度高度依赖于波导的工作模式和几何参数，尤其是波导层的厚度。 通过对13种不同浓度的耐晒果绿染料水溶液进行测试，研究人员发现该方法的测试精度非常高，测试值与实际配制浓度值的均方差小于0.07%。这证明了费米折射率分布渐变波导在溶液浓度传感方面的巨大潜力，尤其是在化学分析、环境监测和生物医学等领域可能有着广泛应用。 总结来说，这篇研究展示了费米折射率分布渐变波导在光波导传感器设计中的新颖应用，其包层吸收模谱特性与溶液浓度之间的线性关系为高精度的浓度测量提供了可能。通过优化波导参数，可以进一步提高这种传感器的灵敏度和可靠性。这项工作不仅深化了我们对集成光学中光波导特性的理解，也为开发新型光学传感器开辟了新的道路。