ZnO/LiF 이중층 광섬유 LMR 센서 개발

본 연구는 산화아연(ZnO)과 불화리튬(LiF) 이중층으로 코팅된 광섬유 구조를 활용한 에탄올 검출 센서를 이론적으로 탐구합니다. ZnO 박막의 손실 모드 공명(LMR) 특성을 기반으로 굴절률 센서를 설계했으며, ZnO 두께를 최적화하여 가시광선 및 근적외선 스펙트럼(400~1500 nm)에서 LMR을 구현했습니다. 공명 특성을 향상시키기 위해 비피복 광섬유 코어와 ZnO 코팅 사이에 LiF 유전체 층을 도입했습니다. 이는 위상 정합을 개선하고, 반치폭(FWHM)이 좁은 더 선명한 LMR 딥을 생성합니다. 순수 실리카와 4% 게르마늄 도핑 실리카의 두 가지 코어 재료에 대한 센싱 성능을 비교 분석하고, ZnO 및 LiF 층 두께 변화를 통해 최적의 구조적 매개변수를 도출했습니다. 설계된 광섬유 센서는 에탄올-물 혼합물(0% 에탄올의 RI=1.33, 순수 에탄올의 RI=1.36) 내 에탄올 농도 검출에 대해 s- 및 p-편광 입사광을 사용하여 평가되었습니다. 공명 파장 이동과 샘플 굴절률 간의 관계를 보여주는 보정 곡선이 제시되었습니다. 이 센서는 s-편광에서 1163 nm/RIU, p-편광에서 1475 nm/RIU의 우수한 민감도를 달성하여, 고성능 생화학 센서 개발 및 잠재적 응용 분야에 유망함을 보여줍니다.