近日,暨南大學教授鄭華丹團隊和山西大學教授董磊團隊攜手,在鈮酸鋰集成傳感領域持續攻關,取得最新成果。該團隊成功研發出新型鈮酸鋰多功能集成光譜平臺,這一創新成果實現了寬譜高靈敏的氣體檢測功能,為相關領域研究和應用提供了強有力的支持。
鈮酸鋰是一種具有多物理場耦合特性的鐵電材料,因其優異的光學、電學及聲學性能,廣泛應用于光譜檢測、氣體傳感、集成光子學等領域。與傳統分立傳感材料及系統相比,鈮酸鋰具有功能集成潛力大、光譜響應范圍寬、穩定性強等優點,是構建片上集成傳感系統的理想載體。
研究團隊充分利用鈮酸鋰的多物理場耦合特性,設計并制備出一種基于鈮酸鋰的多功能集成平臺(LN-MFP),將光聲光譜、光致熱彈性光譜與光電探測三大功能無縫集成于單一片上器件中。
該平臺采用定制化集成設計,實現了可見光至中紅外波段(450納米-9770納米)的寬光譜覆蓋。其高效的傳感能力顯著提升了痕量氣體檢測的靈敏度與集成度,成功實現對二氧化氮、水蒸氣、乙炔等多種氣體的痕量檢測,檢測限達到十億分之一濃度級別。
同時,團隊通過定制封裝方案,將LN-MFP芯片、量子級聯激光器芯片與跨阻放大電路集成于同一印刷電路板,完成系統級集成,并基于該模塊通過二次諧波測量實現一氧化碳檢測。
未來,隨著該新型鈮酸鋰多功能集成光譜平臺的不斷完善與優化,有望推動下一代多功能片上光譜傳感器發展,對全集成片上傳感系統應用具有重要意義。
素材來源:科技日報
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