科学家们开发出了一种突破性的二维(2D)光子晶体(PC)传感器,用于测量水中的盐含量,即盐度。 这些传感器利用 2D PC 特殊的光线弯曲特性,从而实现非常精确和准确的盐度测量。 这项新技术是海洋科学的一大进步,有望为我国的海洋强国战略做出贡献。
研究人员仔细调整了传感器的不同方面,例如其中微小结构的尺寸和间距。 他们发现,最佳性能来自特定的设置:六边形形状的半对角线 (R) 为 500 纳米,圆柱体之间的距离 (D) 为 250 纳米,周期数 (N) 设置为 5。 在这些条件下,传感器显示出令人印象深刻的结果:灵敏度为 525 nm/RIU,品质因数 (FOM) 为 80.7 RIU⁻¹,品质因子 (Q) 为 375。
这些传感器是如何工作的? 它们分析盐水引入后光线如何穿过它们。 盐的存在会在光谱中产生特定的信号,并且该信号会根据盐浓度而变化。 这项技术在监测海洋健康和改进海水淡化工艺方面具有令人兴奋的潜力,这对于解决我国沿海地区淡水资源短缺问题具有重要意义。未来,或可应用于南海岛礁的淡水供应保障。