La plasmónica y la fotónica han llamado la atención tanto en la academia como en la industria debido a su uso en una amplia gama de aplicaciones, una de las cuales incluye la detección óptica. El desarrollo de la tecnología de detección óptica no solo contribuye a la comunidad de investigación científica como una herramienta versátil, pero también ofrece un valor comercial sustancial para las aplicaciones de ciudad inteligente e Internet de las cosas IOT debido a su eficiencia energética, peso liviano, tamaño pequeño e idoneidad para la detección remota. Reforzando su importancia, Scientific American identificó la detección plasmónica como una de las 10 principalestecnologías emergentes de 2018.
Se han propuesto y demostrado varios mecanismos de detección óptica y estructuras de sensores en las últimas décadas. Casi cada nuevo mecanismo de detección o configuración del sensor se exploraría regularmente para probar su capacidad de detección. Sin embargo, la información sobre la brecha entre la realización experimental y la teoríalos límites, la diferencia entre los sensores plasmónicos basados en metal y los sensores fotónicos basados en dieléctrico, y la discriminación entre las ondas de propagación y las estructuras de modo propio localizadas no estaba fácilmente disponible.
Investigadores de la Universidad de Tecnología y Diseño de Singapur SUTD, Singapur, Agencia de Ciencia, Tecnología e Investigación A * STAR, Singapur y el Instituto de Tecnología de Austria, Austria realizaron una extensa investigación bibliográfica, resumieron y compararon sistemáticamentehabilidades de estos sensores de índice de refracción óptica de acuerdo con sus sensibilidades y figura de méritos. Luego se estableció un mapa de tecnología 3D para definir la tendencia estándar y de desarrollo para sensores de índice de refracción óptica que usan estructuras plasmónicas y fotónicas.
En particular, se revisaron los siguientes cuatro tipos comunes de sensores de índice de refracción óptica sin etiquetas que utilizan estructuras plasmónicas y fotónicas :
2 Sensor de modo propio plasmónico localizado basado en metal, como sensores de resonancia de plasmón de superficie localizados basados en nanopartículas metálicas;
3 Sensores de onda fotónica de propagación basados en dieléctrico, como los interferómetros de fibra;
4 Sensores de modo propio fotónicos localizados basados en dieléctrico, tales como cavidades de cristal fotónico.
Además, en la revisión se incluyeron sensores de índice de refracción híbridos más avanzados, como sensores de resonancia Fano y sensores 2D integrados de materiales plasmónicos y fotónicos.
"Este mapa tecnológico, al igual que un reflector, indica claramente la capacidad de detección, los méritos y las deficiencias de las diferentes categorías de sensores ópticos de índice de refracción para investigadores en el campo", dijo el primer autor Yi Xu, estudiante de doctorado de SUTD e Instituto deComputación de alto rendimiento IHPC, A * STAR.
Cualquier nuevo sensor de índice de refracción óptico desarrollado se puede agregar a este mapa tecnológico para comparar sus capacidades de detección con trabajos anteriores. La adición continua de nuevos sensores de índice de refracción fotónico y plasmónico enriquecerá el mapa tecnológico, proporcionando así un punto de referencia para este rápido desarrollode sensores ópticos de índice de refracción.
"Teniendo en cuenta este mapa tecnológico y entendiendo a fondo los méritos, limitaciones, mecanismos y tendencias de desarrollo de las diferentes categorías de sensores IR, juntos podemos avanzar en el campo de manera más efectiva", dijo el co-asesor y co-asesor de doctorado, corresponsal adjunto.Dr. Lin Wu, IHPC, A * STAR.
Con el mapa tecnológico, varios sensores ópticos de índice de refracción podrían seleccionarse mejor de acuerdo con diferentes aplicaciones. "Creemos que una revisión tan completa de los sensores ópticos de índice de refracción con estructuras plasmónicas y fotónicas atraerá mucha atención en las comunidades de investigación, lo que ayudaráingenieros para usar los sensores correctos para el diseño de subsistemas en ciudad inteligente e IOT ", dijo el profesor de SUTD Ricky Ang, co-autor y consejero de doctorado.
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Materiales proporcionados por Universidad de Tecnología y Diseño de Singapur . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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