二维声光子晶体异质结构腔的传感性能研究
作者机构:兰州交通大学数理学院
出 版 物:《光学学报》 (Acta Optica Sinica)
年 卷 期:2024年
核心收录:
学科分类:07[理学] 070205[理学-凝聚态物理] 08[工学] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程(可授工学、理学学位)] 0703[理学-化学] 0702[理学-物理学]
基 金:甘肃省高等学校产业支撑项目(2022CYZC-06) 兰州交通大学-天津大学联合创新基金项目(2021057)
主 题:声光子晶体 声光子带隙 异质结构腔 声光传感 灵敏度
摘 要:声光子晶体是一种人工合成的周期性材料,其主要特性是同时具有声子和光子带隙,这为声波和光波的同时操控和调制提供了工作平台,并且在腔光力学和光电功能器件领域展现出了优良的应用前景。本文采用有限元法(FEM)进行数值模拟,首先设计了一种二维声光子晶体异质结构腔传感结构,该结构可以有效得将特定频率的声子和光子能量限制在腔内。然后在腔内注入不同液体,计算了不同腔模式的声光传感参量。研究结果表明,该传感结构的声学和光学灵敏度最高达到了3.289MHz/ms-1和825nm/RIU。在声学方面,该结构存在双特征峰,从而提高了声学传感的稳定性和准确性。该结构同时实现了声场和光场的局域,提高了声光信号的传感灵敏度,为液体多物理量传感建立了平台。