基于微金刚石中硅空位的比色光纤光热测温
光学
2023-11-30 v1 材料科学
仪器与探测器
摘要
光纤全光测温是一种在微尺度下跟踪温度的有前景的技术，可用于设计高效可靠的微电子器件与组件。在本工作中，我们展示了一种基于硅空位（SiV）金刚石的新型实时比色光纤测温技术，其在所有已报道的全光光纤热传感器中展现出最高的温度分辨率（22.91 KHz^(-1/2) Wcm^(-2)）和空间分辨率（约 7.5 um）。我们未分析固定于光纤尖端的 SiV 微金刚石发出的温度依赖型 SiV 信号的光谱特征，而是提出了一种基于滤光光学与光子计数器的并行检测方法，以实时读出样品温度。我们还通过半解析光线光学分析对光纤的信号收集效率进行了数值研究，并与实验研究进行了比较。最后，我们通过在自建的石墨基微加热器装置中的不同位置监测温度，展示了该热传感器的性能。我们的工作为微电子、微流控器件或生物环境中的温度监测引入了一种可重构方法，并为基于光纤的全光测温研究开辟了新方向。
引用
@article{arxiv.2311.17529,
title = {Fiber-based Ratiometric Optical Thermometry with Silicon-Vacancy in Microdiamonds},
author = {Md Shakhawath Hossain and Miguel Bacaoco and Thi Ngoc Anh Mai and Guillaume Ponchon and Chaohao Chen and Lei Ding and Yongliang Chen and Evgeny Ekimov and Helen Xu and Alexander S. Solntsev and Toan Trong Tran},
journal= {arXiv preprint arXiv:2311.17529},
year = {2023}
}