基于模式优化光子晶体 slab 的实时超声传感
应用物理
2021-08-17 v2 光学
摘要
集成光子传感器可提供大规模、灵活的探测方案。光子晶体 slab（PCS）通过利用水中的光弹效应，为宽带、灵敏的超声探测提供了微型化平台。然而，与传感介质的模态重叠差以及水介质不可忽略的吸收损耗此前限制了 PCS 传感器性能。在本研究中，我们详述了基于 PCS 的声学传感器的开发与优化，为其添加了一层低损耗高折射率聚合物包层。利用 PCS 中存在的模式优化 TM 类光学共振（具有高体折射率灵敏度（>600 nm/RIU）和品质因数 Q（>8000）），我们展示了在噪声等效压力（NEP）为 170 Pa（1.9 Pa/rt Hz）下的实时超声传感。该 PCS 传感器与光纤背向耦合，加之其基于强度的超声传感架构，将使我们能轻松扩展至二维阵列。本工作为用于光声诊断与组织监测的灵敏紧凑型超声探测器铺平了道路。
引用
@article{arxiv.2105.07846,
title = {Real-time ultrasound sensing with a mode-optimized photonic crystal slab},
author = {Eric Y. Zhu and Maria Charles-Herrera and Cory Rewcastle and Raanan Gad and Li Qian and Ofer Levi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2105.07846},
year = {2021}
}