高精度硅基集成光学温度传感器研究
2021-11-25王艺蒙舒浩文韩秀友
中国光学 2021年6期
关键词:测量
王艺蒙,舒浩文,韩秀友
(1.大连理工大学 光电工程与仪器科学学院,辽宁 大连 116024;2.北京大学 信息科学技术学院 电子学系 区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室,北京 100871)
1 引言
温度传感器在医疗卫生、疫情防控、工业生产以及物资运输等方面具有重要应用价值。传统的温度传感器,如电阻温度传感器是利用敏感元件(如:热敏电阻、热电偶等)感应温度的变化使阻值发生变化,从而使输出电路的电压发生变化,有测温时间较长、受环境影响较大、测量误差较高、体积较大、对机械冲击较为敏感等缺点[1]。由于传统温度传感器存在诸多限制,集成光学温度传感器应运而生,其具有电磁免疫、精度高、体积小、响应时间快等优势,近些年引起了人们的极大兴趣[2-3]。其中,硅基集成光学温度传感器具有CMOS兼容、成本低、易于大规模集成的特点[4-6],被认为是下一代精密温度测量的主流方案之一[1,6]。目前,硅基集成光学温度传感器大部分是基于谐振腔结构[7-8],即利用温度对谐振状态的影响实现温度测量[9-16]。Guan等[9]利用亚波长光栅波导谐振波长随温度变化检测温度。Klimov等[11]采用布拉格光栅以及内置FP腔的光子晶体谐振腔位置随温度的变化检测温度,测量精度为175 mK。以上这些方法均为频谱检测,即通过对不同温度下谐振谱对应波长位置进行标定确定温度变化值,要求光源为宽谱光源或能够大范围调谐的光源,对宽谱光源来说,需要接收端配备昂贵的光谱仪设备,而且其测量精度也受限于光谱测量装置的分辨率;……
登录APP查看全文
