科罗廖夫-萨马拉国立研究大学(萨马拉大学)的科学家们开发了一种用于检测爆炸性和有毒气体泄漏的高灵敏度传感器的创新设计。据萨马拉大学网站报道，专家预计，该装置将批量生产，并广泛用于企业的安全控制。研究结果发表在《Applied Optics》杂志上。
爆炸性气体和有毒气体的红外传感器被广泛应用于工业和其他危险设施的生产和职业安全控制，及时发现泄漏是非常重要的。不过，现有传感器在检测低浓度气体的灵敏度方面依然存在问题。
研究人员解释说，红外气体传感器使用特殊的光束来检测气体泄漏。现代传感器通过一个开口-梳状波导将其释放，其中光的进入受到芯的限制。这种传感器的辐射不足以对房间中的空气成分进行详细分析，因为它与环境的相互作用较弱。因此设备的灵敏度较低。
科学家研究表明，采用槽式波导，即光被固定在两块板子之间，由于辐射集中在缝隙中，可以显著提高传感器对空气中气体含量的灵敏度。
该装置在甲烷检测的有效性方面已经得到了验证。与其他传感器一样，采用新设计的设备可以配置成适用不同的气体，只要选择合适的波长即可。
论文作者表示，新的传感器设计是基于目前工业界已经使用的技术：光从传统的梳状波导通过一个特殊反馈送到硅缝隙波导中。他们认为，这将降低批量生产中传感器的成本。
论文标题为《Ultrashort inverted tapered silicon ridge-to-slot waveguide coupler at 1.55m and 3.392m wavelength》。 |
