石墨烯光栅传感器的设计与应用

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1、分类号ＴＮ９１密级公开ＵＤＣ编号《？若乂掌巧女研《４《化俗Ａ醒目石墨嫌化棚传盛器的设计与应用ＴｉｔｌｅＤｅｓｉｇｎａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｏｆｇｒａｐｈｅｎｅｇｒａｔｉｎｇｓｅｎｓｏｒ学院（所、中私）信息学院专业名称通信与信息系统研巧生姓名那伟学号１２０１１００１０８０导师姓名黄铭职称教授＿２０１６年５月．？－片？．■．＜■ｉｔ论文独创性声明及使用授权本论文是作者在导师指导下取得的研巧成果。除了文中特别加标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人己经发表或

2、撰写过的研究成果，不存在劃窃或抄袭行为一。与作者同工作的同志对本研巧所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。现就论文的使用对云南大学授权如下，：学校有权保留本论文（含电子版）也可Ｗ采用影印、缩印或其他复制手段保存论文；学校有权公布论文的全部或部，可Ｗ将论文用于查阅或借阅服务分内容；学校有权向有关机构送交学位论文用于学术规范审查、社会监督或评奖；学校有权将学位论文的全部或部分内容录入有关数据库用于检索服务。（内部或保密的论文在解密后应遵循此规定）’？ｉ研巧生签名．：导师签名４４日期：衣口／＾考摘要摘要分子振动谱是传感

3、识别物质性质和特征的重要指纹，广泛应用于化合物分子结构的测定、未知物的鉴定ｙ■及混合物成分分析。本文首先设计了基于石墨婦光一栅的维，并运用分析光栅的两种常用方法：、二维传感器模型严格的稱合波分ｄ－ｏｕｓＣ０ｌｅｗａｖｅａｎａｌｓｆ析（Ｒｉｇｏｒｉｓ民ＣＷＡ）和时域有限差（ＦｉｎｉｔｅＤ呼ｙ，分法ｉｅｒｅｎｃｅＴ一ｉｍｅＤｏｍａｉｎＦＤＴＤ）对、二，：，维维石墨帰光栅进行数值求解仿真发现一民ＣＷＡ和ＦＤＴＤ两种方法得到的阶谐振点与法布里－巧罗理论模型一－－（ＦａｂｒＰｅｒｏｔ，，ＦＰ）结果致证明两种方法的正确性和可靠性ｙ；増大石墨締化，传感器谐振峰向

4、波长较小方向移动学势，出现蓝移现象，增大基底折射率、周期，，，、占空比其谐振峰向波长较大方向偏移出现红移现象；在谐振峰之外存，可用做传感器实现分子的检测识别在着较宽的透射带宽；模型结构参数的灵活可调特性方便该传感器在工程实际应用中灵活调节透射带宽，实现传感器工作波一长的动态调节，，达到个传感器多用的目的减少投入成本，实，提高经济效益现绿色可持续发展。乙酸酢、甲醇、苯、甲苯为例作为待测分子加入待测区域，我们发现传感一器透射谱与分子振动吸收谱变化致，分子吸收越强，其透射系数越小，表明石一墨締光栅传感器能够直观的检测识别待测分子，对维石墨帰光栅传感器而言，

5、与未加入检测分子相比，ｕｎ时，样品厚度为，仿真结果表明乙酸酢、甲醇、苯、ｌ＾甲苯透射系数分别减小了７９％、５６％、５１％、４１％；同时，我们还仿真了待测样品．厚度对透射谱的影响，结果表明，待测样品厚度对透射谱的形状化乎没有影响，透射谱对待测样品的厚度不敏感，传感器的鲁棒性好；此外，我们研巧了不同结构参数对乙酸巧分子检测的影响，结果表明，不同的结构参数沮合可实现对乙酸巧的检测，，再次证明了该传感器具有灵活可调的特性这为实际应用中合理调节结构参数实现不同波段范围的分子检测识别提供了可能。关键词；；传感器；透；：石墨婿光栅射谱分子振动谱ＩＡｂｓｔｒａｃｔ

6、ＡｂｓｔｒａｃｔＭｏｌｅｃｕｌａｒＶ化ｒａｔｔｒｉｉｍｔｔ打ｉｔｉｄｅｎｉｉｏ打ｓｐｅｃｕｍｓａｎｐｏｒａｎｎｇｅｒｐｒｎｆｂｒ出ｅｔｆｉｃａｔｉｏｎｏｆｍａｔｅｒｉａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓａｎｄｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ，ｗｈｉｃｈｈａｓｂｅｅｎｗｉｄｅｌｙｕｓｅｄｔｏｄｅｔｅｒｍｉｎｅｔｈｅｌｅｃｕｌａｒｓｔｒｕｃｔｒｅｉｄｅｎｔｉｆｕｎｋｎｏｗｎｃｏｍｏｕｎｄｓａｎｄａｎａｌｚｅｈｂｒｉｄｃｏｍｏｎｅｎｔｓｍｏｕ．，ｙｐｙｙｐｆ－－Ｗｅｉｒｓｔｌｙｄｅｓｉｇｎｏｎｅｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌａｎｄ

7、ｔｗｏｄｉｍｅ打ｓｉｏｎａｌｇｒａｐｈｅｎｅｇｒａｔｉ打ｇｓｅｎｓｏｒＣ－Ｗｍｏｄｅｌｓ化ｅｎｕｓｅＲｉｏｒｏｕｓｏｕｌｅｄａｖｅＡｎ江ｌｓｉｓ民ＣＷＡａｎｄＦｉｎｉｔｅＤｉｆｅｒｅｎｃｅＴｉｍｅ，ｇｐｙ（）Ｄｏｍａｉｎ（ＦＤＴＤ）ｍｅ化ｏｄｓ化ａｎａｌｙｓｅａｎｄｓｉｍｕｌａｔｅｇｒａｔｉｎｇｓ，ｆｉｎｄｔｈａｔ：Ｔｈｅｒｅｓｏ打ａ打ｃｅｌａｍｂｄａＧｆｒａｈｅｎｅｒａｔｉｎｓｕｓ