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基于有机半导体激光材料的高灵敏度溶液检测传感器件

池浪 费洪涛 王腾 易建鹏 方月婷 夏瑞东

基于有机半导体激光材料的高灵敏度溶液检测传感器件

池浪, 费洪涛, 王腾, 易建鹏, 方月婷, 夏瑞东
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  • 采用光抽运有机激光增益材料产生的放大自发辐射(amplified spontaneous emission ASE), 实现了不同浓度液体的实时检测. 以两种聚合物poly(9, 9-dioctylfluorene-co-benzothiadiazole)和poly(3-hexylthiophene)共混的激光增益介质薄膜作为平面光波导, 观察在滴加少量溶液前后以及不同溶液浓度下, 由于光波导的相对折射率变化导致的放大自发辐射阈值及峰位的变化, 实现对溶液检测. 实验结果显示, 在常温常压下对25 wt.% NaCl溶液检测可得与纯水相比, 放大自发辐射光谱红移了4.5 nm, ASE阈值从0.579 J/pulse上升到1.447 J/pulse, 约2.5倍, 溶液检测灵敏度达到97.8 nm/RIU(refractive index unit), 精度达到141.9 nm/RIU, 充分说明上述方法能实现高灵敏度溶液检测.
      通信作者: 夏瑞东, iamrdxia@njupt.edu.cn
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 61376023, 61136003)、江苏高校优势学科建设工程资 (PAPD)和南京邮电大学引进人才启动基金(批准号: NY212013, NY213044)资助的课题.
    [1]

    Kristensen M, Kruger A, Groothoff N, Garcia-Ruperez J, Toccafondo V, Garca-Castell J, Bauls M, Peransi-Llopis S, Maquieira A 2011 OSA Optical Sensors SWB1

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    Shamah S M, Cunningham B T 2011 Analyst 136 1090

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    Haughey A M, McConnell G, Guilhabert B, Burley G A, Dawson M D, Laurand N 2016 IEEE J. Sel. Topics Quantum Electron. 22 1300109

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    Tong Z, Wei H, Wang M G, Wang Z, Jian S S 2002 Acta Opti. Sin. 22 1088 (in Chinese) [童治, 魏淮, 王目光, 王智, 简水生 2002 光学学报 22 1088]

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出版历程
  • 收稿日期:  2015-10-11
  • 修回日期:  2015-11-26
  • 刊出日期:  2016-03-05

基于有机半导体激光材料的高灵敏度溶液检测传感器件

  • 1. 南京邮电大学, 有机电子与信息显示国家重点实验室, 先进材料研究院, 江苏省先进材料协同创新中心, 南京 210023
  • 通信作者: 夏瑞东, iamrdxia@njupt.edu.cn
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号: 61376023, 61136003)、江苏高校优势学科建设工程资 (PAPD)和南京邮电大学引进人才启动基金(批准号: NY212013, NY213044)资助的课题.

摘要: 采用光抽运有机激光增益材料产生的放大自发辐射(amplified spontaneous emission ASE), 实现了不同浓度液体的实时检测. 以两种聚合物poly(9, 9-dioctylfluorene-co-benzothiadiazole)和poly(3-hexylthiophene)共混的激光增益介质薄膜作为平面光波导, 观察在滴加少量溶液前后以及不同溶液浓度下, 由于光波导的相对折射率变化导致的放大自发辐射阈值及峰位的变化, 实现对溶液检测. 实验结果显示, 在常温常压下对25 wt.% NaCl溶液检测可得与纯水相比, 放大自发辐射光谱红移了4.5 nm, ASE阈值从0.579 J/pulse上升到1.447 J/pulse, 约2.5倍, 溶液检测灵敏度达到97.8 nm/RIU(refractive index unit), 精度达到141.9 nm/RIU, 充分说明上述方法能实现高灵敏度溶液检测.

English Abstract

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