近年來,納米光學世界已經取得了巨大進展,尤其是在能夠發現其環境變化的傳感器的發展中。利用光與金屬納米結構的相互作用並可以記錄單分子尺度的變化的等離子傳感器,該傳感器尤其評估了其檢測周圍環境極小變化的能力。它們在從醫學診斷到食品安全和環境監測的領域中變得越來越重要,提供了一個綜合平台,可以響應折射率的較小變化,這是對光線通過不同材料時如何彎曲的量度。
這項研究由滑鐵盧大學的Reza Kohandani博士和Simariet Saini博士領導。他們的研究發表在《科學報告》上,介紹了一個基於二維金納米學的傳感器,這些傳感器是可以操縱高精度光的小型週期性模式。對該設備進行了優化,以檢測像水一樣的環境中折射率的細微變化,具有獨特的集成特徵,可糾正溫度波動引起的誤差。
加快傳感器可以以令人印象深刻的精度檢測到周圍條件下的極小變化。重要的是,使用一種從環境干預中分離出的特殊參考方式,傳感器解決方案改進了三倍以上。這使得在諸如溫度或振動之類的外部因素否則會扭曲測量的情況下特別有用。在這種情況下,自我參考意味著傳感器使用內部參考信號來取消不必要的環境問題。正如Kohandani博士解釋的那樣,“包括在靈敏度測量中的自我參考的方式,傳感器分辨率可以改進三倍以上。”這種方法有效地減少了數據中的噪聲,從而使傳感器能夠隨著時間的推移獲得更穩定的結果。
創新不僅在於擴展的準確性,而且還在於製造的簡單性。與以前需要復雜的多步驟納米化工的模型不同,該傳感器是由單個光刻的一步生成的,這意味著該模型是在一個階段而不是某些階段創建的,從而使其對生產更容易,更具成本效益。此外,它的兩極分化獨立性,無論光場的方向如何,都可以增強其實用性對真實世界環境。
除了技術成就之外,含義還廣泛。高靈敏度血漿傳感器具有通過檢測出非常低濃度的生物學信號的生物市場指標來改善醫學診斷的可能性。在食品安全方面,他們可以在消費者到達之前識別污染物。環境監測也可以從這種技術中受益,尤其是在跟踪污染物或水系統中的化學洩漏方面。
Kohandani博士和Saini博士強調了作品的承諾,他說:“這是首次證明具有自我參考的等離子傳感器,並定義明確。”這樣的進步可以為新一代的移動,可靠和成本效益的平台鋪平道路,能夠在動態和挑戰性的條件下運作。
日記
Kohandan R.,Saini S.“表面等離子體的自我參考傳感器可改進分辨率”。科學報告,2025。 Doi: https://doi.org/10.1038/s41598-025-93102-5
關於
塞尼 他於2007年9月加入滑鐵盧大學,擔任輔助教授。他有一個B.Tech。 (榮譽)在印度理工學院,哈拉格布爾(1996)和博士學位。來自馬里蘭大學,大學公園(2001年)。博士該論文是在設計和開發的新平台技術中,用於用於單片設備的整體整合,稱為被動式耦合器共振劑(PARC)。由此產生的技術導致建立了一家初始的公司Covega公司,Saini教授從角落芯片,半導體光學放大器和高功率激光器中的Covlectonics Covlectonics從Coelectonics Coelectonics擔任通用工程師。
2004年8月,Saini教授共同創立了Altta Communications-一家創業公司,專注於基於以太網的地鐵網絡,使用智能在現場光學中使用情報少於五個MS恢復時間。從2004年10月到2005年9月,塞尼(Saini)在馬里蘭大學(University of Maryland)的博士學位後完成了一項獎學金,他在生化傳感器和光學套餐中工作。

Raza Domaban 他於2024年在滑鐵盧大學獲得電氣和計算機工程博士學位。他的博士研究的重點是納米光子學,重點是針對生物化學應用的光子納米結構的設計,製造和表徵。目前,他是滑鐵盧大學量子計算學院(IQC)研究所的郵政紀錄片合作者,在那裡他從事超級調節Qubi的設計和製造一年以上。 Kohandan博士在潔淨室的環境以及光子和量子設備的微/納米製作環境中擁有五年以上的經驗,在納米光子學和量子技術領域具有強大的跨學科專業知識。