光栅LED折射率传感器

灵敏度提升41倍

单片集成氮化镓光栅LED同时发光与探测折射率变化，凭借优化的光栅结构极大增强光提取效率，为超薄折射率传感提供高灵敏方案。

高绪敏 · Xuehui, Yu · Dongmei, Wu · Xie, Mingyuan · 施政

Engineering Research Express 2024

参数信息

光提取效率提升

2~3 ×

灵敏度提升

41 ×

技术优势

灵敏度暴增41倍

光栅结构优化了光场调制，使传感器的折射率灵敏度相比平面LED最高提升41倍，能够检测更微小的折射率变化。

光提取效率翻2-3倍

表面一维光栅有效增强了光的提取，使得光提取效率相比常规平面LED提高约2至3倍，从而增强了探测信号。

单片集成，超薄设计

器件基于氮化镓LED平台单片集成光栅，无需外部光源和探测器，可实现超薄紧凑的传感器结构，适合集成到光学传感系统中。

应用场景

• 折射率传感：靠LED发光同时探测折射率变化，替代外置光源和探测器，实现超薄原位检测。
• 光学传感：将发光和探测集成在一个芯片上，简化光学传感系统，适合实时监测。
• 单片集成光电器件：光栅与LED单片集成，无需组装，缩小体积并提高可靠性。
• 微流控传感：超薄结构适合嵌入微流控通道，直接感知通道内液体折射率变化。