超灵敏混合光学皮肤
应用物理
2018-12-11 v1 光学
摘要
电子皮肤是一类模仿人体皮肤功能的可穿戴电子传感器，在健康监测、人机交互和电子–生物接口等应用中取得了显著成功。虽然电子皮肤不断实现更高灵敏度和更快响应，但其终极性能从根本上受限于电子电路中低频交流电流的本质。在此我们展示了高灵敏度的光学皮肤（O-skin），其初级传感元件由光驱动。该传感器的简单构造通过将玻璃微/纳米光纤（MNFs）嵌入薄层聚二甲基硅氧烷（PDMS）中实现。借助于 MNF 导模在外界刺激下高度灵敏的功率泄漏响应，我们的光学传感器在压力传感中展现出超高灵敏度（1870/kPa）、低探测限（7 mPa）和快速响应（10 微秒），显著超越最先进电子皮肤的性能指标。实现了对高频振动、腕脉和人声的无电磁干扰（EMI）探测。此外，展示了五传感器光学数据手套和 2x2-MNF 触觉传感器。我们的结果为从超灵敏柔性传感器到光学皮肤的可穿戴光学器件铺平了道路。
引用
@article{arxiv.1812.03808,
title = {Ultrasensitive hybrid optical skin},
author = {Lei Zhang and Jing Pan and Zhang Zhang and Hao Wu and Ni Yao and Dawei Cai and Yingxin Xu and Jin Zhang and Guofei Sun and Liqiang Wang and Weidong Geng and Wenguang Jin and Wei Fang and Dawei Di and Limin Tong},
journal= {arXiv preprint arXiv:1812.03808},
year = {2018}
}