光斑转换器是实现不同尺寸波导间光高效耦合的关键。虽然绝热锥形非常适合小尺寸差异,但当扩展因子达到 × 100 左右时,它们会变得太长,这在耦合集成波导和自由空间光束时通常需要。在这种情况下可以使用衰减耦合器和布拉格偏转器,但它们的操作本质上受到带宽的限制。这里,我们提出了一种基于抛物面电介质界面的解决方案,该界面将光从 0.5 µ m 宽的波导耦合到 285 µ m 宽的波导,即扩展因子为 × 570 。我们通过实验证明了前所未有的超过 380 nm 的带宽,插入损耗低于 0.35 dB 。此外,我们提供了针对任意扩展因子设计此类抛物面光斑转换器的解析表达式。
实现对实际应用的高灵敏度一直是可穿戴柔性压力传感器的主要发育方向之一。本文引入了激光斑点灰度光刻系统和一种新的方法,用于使用颗粒状激光斑点图案制造随机锥形阵列微观结构。其可行性归因于激光斑点强度的自相关函数,该功能遵循第一类的一阶Bessel函数。通过客观的斑点尺寸和暴露剂量操纵,我们开发了具有各种微形态的微结构光蛋白天。这些微结构用于形成用于柔性电容压力传感器中的聚二甲基硅氧烷微结构电极。这些传感器表现出超高灵敏度:低压范围为0 –100 pa的19.76 kPa -1。它们的最小检测阈值为1.9 pa,它们保持稳定性和弹性超过10,000个测试周期。这些传感器被证明擅长捕获生理信号并提供触觉反馈,从而强调其实际价值。