借助传感能力 提升痕量气体检测的灵敏度-新华网
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2026 03/21 15:33:07
来源:粤TV

借助传感能力 提升痕量气体检测的灵敏度

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铌酸锂是一种具有固有多物理场耦合特性的铁电材料,因其优异的光学、电学及声学性能,广泛应用于光谱检测、气体传感、集成光子学等领域。与传统分立传感材料及系统相比,铌酸锂具有功能集成潜力大、光谱响应范围宽、稳定性强等优点,是构建片上集成传感系统的理想载体。

然而,传统光谱检测系统多为台式结构,存在体积庞大、系统复杂、集成度低等问题,且难以实现多光谱检测功能的无缝融合,给痕量气体检测、现场化学分析等场景的便捷应用带来了巨大挑战,亟需开发高效集成的多功能传感平台。

为此,暨南大学郑华丹教授团队和山西大学董磊教授团队携手在铌酸锂集成传感领域取得了新进展。该团队充分利用铌酸锂的多物理场耦合特性,设计并制备了一种基于铌酸锂的多功能集成平台(LN-MFP),将光声光谱、光致热弹性光谱与光电探测三大功能无缝集成于单一片上器件中。

该平台利用定制化集成设计,实现了可见光至中红外波段(450 nm-9770 nm)的宽光谱覆盖,借助其高效传感能力,提升了痕量气体检测的灵敏度与集成度,实现对二氧化氮、水蒸气、乙炔等多种气体的痕量检测,检测限达到十亿分之一浓度级别。

同时,团队通过定制封装方案,将LN-MFP芯片、量子级联激光器芯片与跨阻放大电路集成于同一印刷电路板,完成系统级集成,并基于该模块通过二次谐波测量实现一氧化碳检测。

【纠错】 【责任编辑:李俊豪】