Ultrafølsom gasdetektion styrket af synergi mellem grafen og sub-kam dynamik

Siden starten af ​​microcomb, hvis generation er afhængig af Kerr-linearitet i mikroresonator, har den sammenhængende soliton-tilstand tiltrukket intens forskning. Selvom betjeningen af ​​sub-kam-output er ligetil, som en ikke-kohærent kam-tilstand, blev den ofte overset i tidligere teknikker.

Med grafensensibilisering udviser denne sub-kam heterodyne sensorenhed en exceptionel respons på gasmolekylær adsorption og opnår detektionsgrænser på 1,2 ppb for H₂ S-gas og 1,4 ppb for SO₂ gas, henholdsvis.

Forskning, ledet af Prof. Baicheng Yao ved University of Electronic Science and Technology i Kina (UESTC), synergerer fleksibel kamdannelse, direkte offset heterodyne-detektion og grafenoptoelektronik, hvilket fører til en letbetjent, ultrafølsom miniaturegassensor. Værket med titlen "Harnessing sub-comb dynamics in a graphene-sensitized microresonator for gas detection," blev udgivet i Frontiers of Optoelectronics .

Denne udforskning tilbyder ikke kun en enkel systemkonfiguration, men sætter også en ny standard for bekvem optoelektronisk detektion. Ser man fremad, ud over dets anvendelse i mikrosfære-baseret gassensing, viser den tværfaglige tilgang lovende for at levere platform-uafhængige løsninger til en bredere vifte af sensing-applikationer, herunder on-chip biokemisk sensing og fotonisk-mikrobølge signalgenerering og kontrol.

Forskere ledet af prof. Baicheng Yao er interesserede i optiske fibersensorer og frekvenskam, hvor fibersensorernes egen miniaturestørrelse og frekvenskam kan prale af overlegen nøjagtighed og stabilitet.

Deres idé er at starte med at udnytte dannelsesdynamikken i sub-kamtilstand, som er let tilgængelig og tilbyder et stabilt og detekterbart pejlemærke til gassensing. Under sensibiliseringseffekten af ​​grafen aktiveres beaconet og viser enestående respons for analytter.

Flere oplysninger: Yupei Liang et al., Udnyttelse af sub-kam-dynamik i en grafen-sensibiliseret mikroresonator til gasdetektion, Grænser for optoelektronik (2024). DOI:10.1007/s12200-024-00115-5

Leveret af Higher Education Press