研究目的
设计、模拟、制造并评估一种用于机械传感应用的一维弹性法布里-珀罗混合微腔，重点研究其对施加力的响应。
研究成果
一维混合弹性法布里-珀罗微腔成功制备并展现出机械传感功能，其光学响应偏移量与施加作用力成正比，该现象源于腔体厚度和折射率的变化。研究表明仿真与实测数据高度吻合，但揭示了PDMS粘弹性对传感器性能的影响，为未来材料特性和设计优化指明了方向。
研究不足
制造过程可能存在可重复性问题；PDMS层具有粘弹性特性，会影响撤力后的恢复效果，且其力-响应关系呈非线性，表明在精密传感应用中可能存在非理想行为。光学系统中的对准和机械脆弱性可能构成挑战。
1：实验设计与方法选择：
本研究采用四分之一波长法设计用于650 nm波长的SiO2和TiO2布拉格反射镜，通过射频溅射法制备，并开发了夹在两个布拉格反射镜之间的弹性PDMS微腔制备工艺。利用传输矩阵法(TMM)模拟光学透过率，并使用分光光度计进行测量。通过压缩力下的机械测试评估传感性能。
2：样品选择与数据来源：
使用二氧化硅基底进行沉积。样品包括单层布拉格反射镜和含PDMS腔的夹层结构。数据来自光学测量和模拟。
3：实验设备与材料清单：
设备包括配备二氧化硅和二氧化钛靶材的射频溅射系统、石英微天平(Veeco Instruments QM311)、Varian Cary 5000型分光光度计，以及带可调弹簧和平行板的定制压缩装置。材料包括SiO2、TiO2、Sylgard 184硅橡胶(PDMS)及固化剂。
4：1)、Varian Cary 5000型分光光度计，以及带可调弹簧和平行板的定制压缩装置。材料包括SiOTiOSylgard 184硅橡胶(PDMS)及固化剂。 实验流程与操作步骤：
4. 实验流程与操作步骤：布拉格反射镜制备时，先清洁基底并加热至120°C，再通过监控沉积速率的射频溅射法逐层制备。微腔制备时，混合PDMS后涂覆、施压、80°C固化并清洁。光学表征测量400-900 nm波段透过率?；挡馐允褂醚顾踝爸檬┘?0N、80N、100N力并同步测量透过率。
5：0N、80N、100N力并同步测量透过率。 数据分析方法：
5. 数据分析方法：采用含波长相关折射率的TMM模拟预测光学响应。根据透射光谱推导公式估算腔厚度。使用COMSOL Multiphysics软件模拟机械形变。通过测量数据与模拟结果的对比评估相关性。
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quartz microbalance
QM311
Veeco Instruments
Monitoring deposition rates during RF sputtering
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spectrophotometer
Cary 5000
Varian
Measuring optical transmittance in the visible range
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Sylgard 184 Silicone Elastomer
Used as the elastic microcavity material (PDMS)
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COMSOL Multiphysics software
COMSOL
Simulating mechanical deformations and force-displacement relationships
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