Чувствительность отражательных терагерцовых сенсоров водных растворов
Министерство образования Республики Беларусь, 1.3.03фотоника, опто- и микроэлектроника, 20161316
Российский фонд фундаментальных исследований (РФФИ), 17-00-00270
Сотский А.Б.
1, Назаров М.М.
2, Михеев С.С.
1, Сотская Л.И.
31Могилевский государственный университет имени А.А. Кулешова, Могилев, Беларусь
2Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт", Москва, Россия
3Белорусско-Российский университет, Могилев, Беларусь
Email: ab_sotsky@mail.ru, nazarovmax@mail.ru, mikheev_msu@mail.ru, li_sotskaya@tut.by
Поступила в редакцию: 11 июня 2020 г.
В окончательной редакции: 22 июля 2020 г.
Принята к печати: 19 августа 2020 г.
Выставление онлайн: 11 октября 2020 г.
Исследована чувствительность сенсоров состава водных растворов, в которых осуществляется регистрация терагерцового сигнала, отраженного от структуры диэлектрическая пленка-раствор. Показано, что максимизация чувствительности достигается при выборе углов падения и частот излучения, обеспечивающем нулевое отражение монохроматического излучения от названной диссипативной структуры. Выяснены условия реализации такого отражения для волн s- и p-поляризации. Расчеты подтверждены экспериментально на примере сенсора концентрации глюкозы в воде, в котором использована тонкая кремниевая пластина, отделяющая раствор от воздуха. Установлено, что при использовании метода терагерцовой спектроскопии во временной области предложенная схема сенсора позволяет надежно обнаружить и различить примеси глюкозы концентрации 10 и 30 g/l. Ключевые слова: терагерцовый сенсор раствора, закон Брюстера, мода Ценнека, метод терагерцовой спектроскопии во временной области, концентрация глюкозы в водном растворе.
- А.А. Ангелуц, А.В. Балакин, М.Г. Евдокимов, М.Н. Есаулков, М.М. Назаров, И.А. Ожередов, Д.А. Сапожников, П.М. Солянкин, О.П. Черкасова, А.П. Шкуринов. Квант. электрон., 44 (7), 614 (2014). [A.A. Angeluts, A.V. Balakin, M.G. Evdokimov, M.N. Esaulkov, M.M. Nazarov, I.A. Ozheredov, D.A. Sapozhnikov, P.M. Solyankin, O.P. Cherkasova, A.P. Shkurinov. Quant. Electron., 44 (7), 614 (2014). DOI: 10.1070/qe2014v044n07abeh015565]
- O.A. Smolyanskaya, N.V. Chernomyrdin, A.A. Konovko, K.I. Zaytsev, I.A. Ozheredov, O.P. Cherkasova, M.M. Nazarov, J.-P. Guillet, S.A. Kozlov, Yu.V. Kistenev, J.-L. Coutaz, P. Mounaix, V.L. Vaks, J.-H. Son, H. Cheon, V.P. Wallace, Yu. Feldman, I. Popov, A.N. Yaroslavsky, A.P. Shkurinov, V.V. Tuchin. Prog. Quant. Electron., 62, 1 (2018). DOI: 10.1016/j.pquantelec.2018.10.001
- O. Cherkasova, M. Nazarov, A. Shkurinov. Opt. Quant. Electron., 48, 217 (2016). DOI: 10.1007/s11082-016-0490-5
- T. Torii, H. Chiba, T. Tanabe, Y. Oyama. Digital Health, 3, 1 (2017). DOI: 10.1177/2055207617729534
- F. Lan, F. Luo, P. Mazumder, Z. Yang, L. Meng, Z. Bao, J. Zhou, Y. Zhang, S. Liang, Z. Shi, A.R. Khan, Z. Zhang, L. Wang, J. Yin, H. Zeng. Biomed. Opt. Express, 10 (8), 3789 (2019). DOI: 10.1364/BOE.10.003789
- М. Борн, Э. Вольф. Основы оптики (Наука, М., 1973)
- H.G. Tompkins, E.A. Irene. Handbook of Ellipsometry (William Andrew Publishing, Norwich, 2005)
- R.M.A. Azzam. J. Opt. Soc. Am. A, 30 (10), 1975 (2013). DOI: 10.1364/JOSAA.30.001975
- P. Adamson. Appl. Opt., 53 (21), 4804 (2014). DOI: 10.1364/ao.53.004804
- А.В. Кукушкин, А.А. Рухадзе, К.З. Рухадзе. УФН, 182 (11), 1205 (2012). DOI: 10.3367/UFNr.0182.201211f.1205
- А.Б. Сотский, С.С. Михеев, М.М. Назаров. Докл. НАН Беларуси, 63 (6), 672 (2019). DOI: 10.29235/1561-8323-2019-63-6-672-679
- J. Neu, C.A. Schmuttenmaer. J. Appl. Phys., 124, 231101 (2018). DOI: 10.1063/1.5047659
- M.M. Nazarov, O.P. Cherkasova, A.P. Shkurinov. Quant. Electron., 46 (6), 488 (2016). DOI: 10.1070/QEL16107
- J.-L. Coutaz, F. Garet, E. Bonnet, A.V. Tishchenko, O. Parriaux, M. Nazarov. Acta Phys. Pol. A, 107 (1), 26 (2005). DOI: 10.12693/aphyspola.107.26
- M.M. Nazarov, A.V. Shilov, K.A. Bzheumikhov, Z.Ch. Margushev, V.I. Sokolov, A.B. Sotsky, A.P. Shkurinov. IEEE Trans. Terahertz Sci. Technol., 8 (2), 183 (2018). DOI: 10.1109/TTHZ.2017.2786030
- А.Б. Сотский, L.M. Steingart, J.H. Jackson, П.Я. Чудаковский, Л.И. Сотская. ЖТФ, 83 (11), 105 (2013)
- А.В. Хомченко. Волноводная спектроскопия тонких пленок (БГУ, Минск, 2002)
- А.Б. Сотский. Теория оптических волноводных элементов (МГУ им. А.А. Кулешова, Могилев, 2011)
- E.D. Palik. Handbook of Optical Constants of Solids (Academic Press, Orlando, Florida, 1985)
- Г.Р. Мусина, А.А. Гавдуш, Н.В. Черномырдин, И.Н. Долганова, В.Э. Улитко, О.П. Черкасова, В.Н. Курлов, Г.А. Командин, И.В. Животовский, В.В. Тучин, К.И. Зайцев. Опт. и спектр., 128 (7), 1020 (2020). DOI: 10.21883/OS.2020.07.49576.65-20
Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.
Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.