研究目的
开发与多元光谱分析相结合的光学微传感器，用于测量沉积在其表面的液滴体积，旨在提高农业中的喷雾效率。
研究成果
该研究表明，采用锗-硒-碲肋形光波导结合多元光谱分析技术测量农业喷雾液滴体积具有可行性。该探针对0.1至2.5微升范围内的液滴体积具有灵敏响应，预测模型达到66.5%的相关性和0.39微升的精度。未来改进可着重于降低物理差异并提升预测模型性能。
研究不足
该研究的局限性在于测量系统对光注入质量、液滴在波导上的位置等物理现象的敏感度，这些因素对光谱差异的影响大于对被测变量的影响。预测模型的准确性也受这些因素限制。
1：实验设计与方法选择：
本研究基于Ge-Se-Te硫系化合物薄膜制备了条形光学波导，并分析其对水滴沉积的光传输响应。采用分光光度计平台记录水滴沉积前后的透射光谱。
2：样本选择与数据来源：
在波导表面沉积体积为0.1至2.5微升的去离子水滴，透射光谱记录波长范围为1200至2000纳米。
3：1至5微升的去离子水滴，透射光谱记录波长范围为1200至2000纳米。 实验设备与材料清单：
3. 实验设备与材料清单：包括专用分光光度计平台、Ge-Se-Te硫系化合物薄膜及用于水滴沉积的微量移液器。
4：实验步骤与操作流程：
将水滴沉积于波导表面，分别记录沉积前后的透射光谱，每个体积重复三次该过程。
5：数据分析方法：
采用主成分分析(PCA)和偏最小二乘法(PLS)回归分析透射光谱并预测水滴体积。
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wavelength high pass filter
FELH1150nm
THORLABS
Installed to fit to the Ge-Se-Te waveguides transmission range.
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vacuum mount
HWV001
THORLABS
Used to fix the waveguide sample on the translation stage platform.
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convex lens
AL1815-C
THORLABS
Used to collimate the output beam from the waveguide sample.
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beam splitter
BSF10-C
THORLABS
Used to split the output beam for control and measurement purposes.
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supercontinuum laser source
SM-100 NIR
LEUKOS
Used as a light source for the spectrophotometric bench.
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pulse generator
4422
SEFRAM
Used in conjunction with the supercontinuum laser source.
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lens
87–127 AR
Edmund Optics
Used to focus the signal from the supercontinuum fiber at the waveguide entrance.
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translation stage platform
M-562
Newport
Used to hold the waveguide sample.
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camera
WDY SMR S320-VS
NIT
Used to control the injection in the right RIB waveguide.
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spectrometer
UV-VIS-NIR TF
ARCoptix
Used to perform a Fourier-Transform scanning in the NIR spectrum range.
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