利用疏远波相互作用实现基于碳纳米管涂覆侧凹纤维的光学 NO2 检测增强
光学
2026-02-17 v3
摘要
基于侧凹纤维（SPF）涂覆功能纳米材料的气体监测系统正日益受到关注，其应用场景广泛。这些传感器的响应通常解释为感知层吸收的调制。本文演示了，在此类系统中，气体引起的引导光模式变形可主导转化机制，甚至反转光学响应的符号。使用以单壁碳纳米管（SWCNT）薄膜功能化的 SPF，我们观察到对 NO2 曝露呈现显著的偏振-和薄膜厚度相关响应。这种行为与已知的 SWCNT-NO2 相互作用机制相矛盾，无法仅通过气体引起的碳纳米管吸收变化来解释。数值分析表明，准确描述该响应需要考虑由 SWCNT 介电常率改变引起的纤维模式轮廓修改。确定的机制为基于疏远场与功能纳米材料相互作用的光纤传感器和集成光子器件的设计提供了通用框架。
引用
@article{arxiv.2601.03071,
title = {Harnessing Evanescent Wave Interaction for Enhanced Optical NO2 Detection with Carbon Nanotube-Coated Side-Polished Fiber},
author = {Egor O. Zhermolenko and Khasan A. Akhmadiev and Aram A. Mkrtchyan and Fedor S. Fedorov and Anastasiia S. Netrusova and Aliya R. Vildanova and Dmitry V. Krasnikov and Albert G. Nasibulin and Yuriy G. Gladush},
journal= {arXiv preprint arXiv:2601.03071},
year = {2026}
}