摘要 随着光纤技术的进步,FBG 传感器已成为土木工程、电信、生物医学、汽车、航空航天等众多领域中使用最广泛的传感器之一。这是因为它们具有灵活、重量轻、抗电磁干扰 (EMI)、高灵敏度和串行多路复用等诱人的特性。在高精度、遥感和轻量级传感器至关重要的航空航天工程相关应用中,FBG 传感器已被证明是极好的选择。在本文中,我们概述了 FBG 传感技术在航空航天工程领域各种应用的进展,即高压传感、地面气动测试设施、冲击压力传感、航天器监测和飞机复合材料的结构健康监测。
在纤维bragg光栅(FBG)传感器网络中,反射光谱的信号分辨率与网络的感应精度相关。审讯器确定信号分辨率限制,并且更粗糙的分辨率导致感应测量的巨大不确定性。此外,来自FBG传感器网络的多峰信号通常被重叠。这增加了分辨率增强任务的复杂性,尤其是当信号具有较低的信噪比(SNR)时。在这里,我们表明,使用U-NET体系结构进行深度学习可以增强信号分辨率,以询问FBG传感器网络而无需修改硬件。信号分辨率有效地增强了100倍,平均根平方误差(RMSE)<2.25 pm。因此,提出的模型允许FBG设置中的现有低分辨率询问器起作用,就好像它包含了更高分辨率的询问器一样。
摘要:单片高对比度光栅 (MHCG) 由单片层中图案化的一维光栅组成,可提供高达 100% 的光功率反射率,并且可以在现代光电子学中使用的几乎任何半导体和介电材料中制造。MHCG 可实现单片集成、偏振选择性和多功能相位调谐。它们可以比分布式布拉格反射器薄 10 到 20 倍。MHCG 的亚波长尺寸大大降低了确保 MHCG 条纹侧壁光滑度的可能性,并使在蚀刻过程中精确控制 MHCG 条纹横截面的形状变得困难。问题在于,改进蚀刻方法以获得设计所假设的完美横截面形状是否更有利,或者是否有可能使用给定蚀刻方法提供的形状找到能够实现高光功率反射的几何参数。在这里,我们进行了一项数值研究,该研究由使用多种常见的表面纳米级成型方法在不同材料中制造的 MHCG 的实验表征支持。我们证明具有任意横截面形状的 MHCG 条纹都可以提供接近 100% 的光功率反射率,这大大放宽了它们的制造要求。此外,我们表明,对于准梯形横截面的 MHCG,可以实现超过 99% 的光功率反射率和超过 20% 的创纪录光谱带宽。我们还表明,如果波纹幅度小于 MHCG 周期的 16%,MHCG 条纹的侧壁波纹对 MHCG 光功率反射的影响很小。使用最新的表面蚀刻方法可以实现这种条纹制造精度。我们的研究结果对于设计和生产采用 MHCG 的各种光子器件具有重要意义。横截面形状的灵活性有利于可靠地制造高反射率亚波长光栅镜。这反过来又将使制造单片集成的高品质因数光学微纳腔器件成为可能。关键词:单片高对比度光栅、亚波长光栅、光功率反射
表面等离子体共振(SPR)是开发传感器平台 - 用于临床诊断,药物发现,食物质量和环境监测应用的关键技术。虽然Prism耦合(Kretschmann)SPR仍然是实验室工作流动的“金色标准”,这是由于更轻松的制造,处理和通过PUT高较高,但其他配置的spr,例如光栅耦合SPR(GC-SPR)和Wave-Guide Mode等SPR尚未实现其技术潜力。这项工作评估了影响GC-SPR性能的技术方面,并回顾了此类平台制造的最新进展。原则上,GC-SPR涉及带有定期光栅的等离子金属纤维的照明,以通过基于差异的相位匹配来激发表面等离子体(SP)。然而,GC-SPR的实际性能受到通过自上而下的光刻技术产生的光栅结构的地形的影响。本综述讨论了在大规模上实现具有均匀特征和周期性的一致的等离子光栅的最新方法,并探讨了等离子体激活和底物材料的选择,以增强性能。该评论还提供了有关不同的GC-SPR测量结果的见解,并强调了机会,其潜在应用是具有转化能力的生物传感器。
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1 Laboratoire Charles Coulomb(L2C),UMR 5221 CNRS-UniversitédeMontpellier,F-34095法国Montpellier,法国2,2美国机械和工业工程系,东北大学,波士顿,波士顿,马萨诸塞州波士顿,马萨诸塞州02115,美国3美国化学工具部,美国4.2115。 Physics, The Hong Kong University of Science and Technology, Clear Water Bay, Kowloon, Hong Kong, China 5 William Mong Institute of Nano Science and Technology, The Hong Kong University of Science and Technology, Clear Water Bay, Kowloon, Hong Kong, China 6 Center for Metamaterial Research, The Hong Kong University of Science and Technology, Clear Water Bay, Kowloon, Hong Kong, China 7 Institut Universitaire de France, 1 Rue Descartes,巴黎Cedex 05,F-75231,法国
可调节的谐振峰对于在生物传感,过滤和光学通信中的高精度光子设备是必需的。在这项研究中,我们专注于具有不同时期的双ribbon二维金光栅,并详细检查了不同的光栅时期的瑞利条件,以了解共振波长的激发。我们在不对称的双丝带金光栅上展示了可调节的共振行为,周期为400至600 nm。该结构由二硫化钼(MOS 2)单层上的亚波长金带组成,并由二氧化硅底物支撑。在可见的谐振波长时,对场分布的分析揭示了表面等离子体(SP)激发,并伴随着传播衍射顺序转化为evaneScent的波。当谐振峰出现在透射衍射顺序消失的波长下时,SP会在MOS 2-戈尔德色带界面和传输域内激发。相比之下,通过消失反射衍射顺序,SP在金带空气界面和反射域中激发。了解SP激发波长突出了这些光栅对可调纳米级光子设备的潜力。它们的精确共振控制和简单的制造使其适合可扩展的光学应用。
抽象锂离子电池(LIB)是众所周知的功率来源,因为它们的功率和能量密度更高,循环寿命较长和自我放电率较低。因此,这些电池已被广泛用于各种便携式电子设备,电动汽车和能源存储系统。应用锂离子电池(LIB)系统的主要挑战是确保其在正常工作和异常工作条件下的操作安全性。为了实现这一目标,应将电池的温度管理作为优先事项,以实现更好的终身性能并防止热失败。在本文中,已经探索了用于蝙蝠温度监测的纤维Bragg Grating(FBG)传感器技术与机器学习(ML)的结合(ML)。基于线性和非线性模型的结果已经证实,新方法可以可靠,准确地估算温度量。
通过金属-绝缘体-金属隧道结的非弹性隧穿 (LEIT) 发光是一种超快发射过程。它是在集成电路上实现从电信号到光信号的超快转换的有前途的平台。然而,现有的 LEIT 器件制造程序通常涉及自上而下和自下而上的技术,这降低了它与现代微加工流程的兼容性并限制了其在工业扩大规模中的潜在应用。在这项工作中,我们通过使用原子层沉积生长的多层绝缘体作为隧道屏障来解除这些限制。我们首次完全通过微加工技术制造 LEIT 器件,并在环境条件下表现出稳定的性能。在整个有源区域上观察到均匀的电致发光,发射光谱由金属光栅等离子体形成。在 LEIT 中引入多层绝缘体可以为设计隧道屏障的能带景观提供额外的自由度。所提出的制备稳定的超薄隧道势垒的方案也可能在广泛的集成光电器件中找到一些应用。
摘要 阿拉巴马大学亨茨维尔分校研究生院 学位 哲学博士 学院/系工程/电气与计算机工程 候选人姓名 Grant Bergstue 标题 通过叉形光栅的莫尔图像进行运动跟踪
