Schneller und empfindlicher Magnetfeldsensor auf Basis einer photonischen Kristallfaser mit magnetischen, mit Flüssigkeit infiltrierten Nanolöchern

Wissenschaftliche Berichte Band 12, Artikelnummer: 9672 (2022) Diesen Artikel zitieren

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Es wurde ein Magnetfeldsensor mit schneller Reaktionszeit (0,1 s) demonstriert, der eine photonische Kristallfaser mit Luftlöchern in Nanogröße verwendet, die mit einer magnetischen Flüssigkeit auf Polyethylenglykolbasis infiltriert sind. Die Auswirkung der Konzentration magnetischer Nanopartikel in der Flüssigkeit auf die Leistung des magnetooptischen Sensors und ihre Abhängigkeit unter variierenden Magnetfeldbelastungen wurde im Detail untersucht. Insbesondere wurde die Sensorantwort analytisch mit einer Langevin-Funktion mit guter Anpassung (R\(\ge \)0,996) modelliert. Es wurde ein Schwellenwert von nur 20 Gauss erfasst und mittels optischer Transmissionsmessungen ein Detektionsbereich von 0–350 Gauss nachgewiesen. Die experimentellen Ergebnisse wurden theoretisch unter Verwendung eines Wellenleiter-Lichtübertragungsmodells validiert, das durch Simulationen der wichtigsten geführten Moden im infiltrierten Fasersensor mit der Finite-Elemente-Methode gespeist wurde. Das einfache Abfrageschema, die hohe Empfindlichkeit und die schnelle Reaktionszeit machen die vorgeschlagene hybride faseroptische magneto-fluidische Sonde zu einer vielversprechenden Plattform für neuartige biochemische Sensoranwendungen.

Mit dem Aufkommen des Internets der Dinge, tragbarer Sensoren und personalisierter Medizin wächst die Nachfrage nach kompakten und zuverlässigen Sensoren, um Benutzern und künstlich intelligenten Wesen Biosensorik und Umweltüberwachung zu ermöglichen. Unter den verschiedenen Arten von Sensoren auf der Basis optischer Fasern haben mit magnetischer Flüssigkeit infiltrierte Spezialfasern in jüngster Zeit die Aufmerksamkeit auf sich gezogen, um hochempfindliche und kompakte Magnetfeldsensoren zu entwickeln. Magnetfeldsensoren werden in großem Umfang bei der Messung elektrischer Ströme, in der Metallurgie, der Energieindustrie, in der biomedizinischen Erkennung, bei der Öl- und Gasexploration sowie in der Luftfahrtindustrie eingesetzt1,2,3. Die gebräuchlichsten Methoden basieren auf Magnettransistoren, magnetoresistiven Verfahren, Fluxgate- oder Hall-Effekten zur Erkennung und Messung von Magnetfeldern4,5,6. Diese Sensoren weisen einige Nachteile auf, die mit ihrem Stromverbrauch, begrenztem Multiplexing, Kosten, Miniaturisierung und Fernüberwachungsfähigkeiten zusammenhängen. Darüber hinaus neigen umliegende elektrische Feldquellen dazu, durch elektromagnetische Interferenzen Rauschen in die elektronischen Schaltkreise einzubringen7.

Im Vergleich zu herkömmlichen Sensoren bieten Magnetfeldsensoren auf Glasfaserbasis vielversprechende Hauptvorteile wie kompakte Größe, Immunität gegenüber elektromagnetischen Störungen, Fernüberwachung und Multiplexfähigkeit durch optische Netzwerkmodalitäten, hohe Zuverlässigkeit und Empfindlichkeit. Die ersten faseroptischen Magnetfeldsensoren, über die in den letzten vier Jahrzehnten berichtet wurde, verwendeten magnetostriktive Materialien in Verbindung mit der Mach-Zehnder-Interferometrie, während andere Systeme Änderungen im Polarisationszustand des Lichts ausnutzen8,9,10,11.

Mit dem Wachstum der Nanotechnologie und dem Aufkommen von mit Nanopartikeln funktionalisierten Flüssigkeiten werden inzwischen neue Anwendungen sogenannter magnetischer Flüssigkeiten (MF) im Sensorbereich untersucht. Ein MF ist eine Flüssigkeit, die typischerweise aus eindomänenmagnetischen Nanopartikeln (MNPs) besteht, die mit einem Tensid in Suspension in einem flüssigen Träger beschichtet sind und über technische physikalisch-chemische Eigenschaften verfügen, einschließlich magnetischer Suszeptibilität, Polydispersität und dipolarer Wechselwirkungen. Aufgrund ihrer anpassbaren magnetooptischen Eigenschaften wurden MFs in einer Vielzahl photonischer Geräte eingesetzt, darunter optische Gitter12, optische Schalter13, Modulatoren14, Koppler15 und Magnetfeldsensoren16.

Die Fähigkeit, einen magnetfeldabhängigen Brechungsindex (RI)17,18 zu zeigen, der auf die mikrostrukturelle Verteilung von MNPs innerhalb des MF zurückzuführen ist, ist ein Schlüsselparameter, der in vielen Sensoranwendungen verwendet wird. Dementsprechend wurden verschiedene Konfigurationen optischer Fasern in Verbindung mit MF als Magnetfeldsensoren gut untersucht. Sie können in drei verschiedenen Konfigurationen verwendet werden, zunächst in Form des MF-Dünnfilms an der Endfläche des Lichtwellenleiterquerschnitts, als Mantel einer geätzten/konischen Faser (im Mittelabschnitt) und schließlich als Füllmaterial im Inneren die Faser. Für die erste Konfiguration wurde über mehrere Fabry-Pérot-basierte Sensoren berichtet, die MF in einem Abschnitt einer optischen Faser integrieren19,20. Diese Technik leidet unter der Empfindlichkeit gegenüber thermischer Ausdehnung und einem komplizierten Prozess zur Berechnung und Herstellung der richtigen Hohlraumabmessungen. Diese Probleme wurden durch geätzte konische Fasern gelöst21,22, allerdings sind diese verdünnten Fasern aufgrund ihrer geringen mechanischen Festigkeit sehr zerbrechlich. Schließlich bleiben durch die Injektion des MF in die Faser nicht nur die ursprünglichen mikrostrukturierten Merkmale erhalten, sondern die gesamte Faser bietet auch einen erweiterten Interaktionsbereich, der die Empfindlichkeit erhöht23. In dieser Arbeit präsentieren wir eine spezielle photonische Kristallfaser (PCF) mit Luftlöchern im Nanometerbereich, die mit MF infiltriert sind. Die Sensorleistungen, einschließlich Empfindlichkeit, Schwellen- und Sättigungspunkte sowie Reaktions-/Erholungszeiten, wurden für verschiedene MF-Konzentrationen im Detail untersucht. Diese Arbeit ist wie folgt organisiert: Der Abschnitt „Herstellungsprozess und Funktionsprinzip“ beschreibt den PCF-Infiltrationsprozess und das Sensorprinzip. Im Abschnitt „Ergebnisse und Diskussion“ werden die experimentellen Untersuchungen zum Einfluss von MF-Konzentrationen auf Sensorreaktionen betrachtet. Außerdem wurden numerische Simulationen hinsichtlich der Ausgangsleistung durchgeführt, gefolgt von einem Vergleich zwischen den experimentellen und den Simulationsergebnissen. Der vorgeschlagene Funktionssensor mit Merkmalen wie kompakter Größe und schneller Reaktions-/Erholungszeit könnte in der zukünftigen biochemischen und industriellen Sensorik Anwendung finden.

Abbildung 1a,b zeigt den schematischen Versuchsaufbau zum Füllen des PCF mit dem MF (ferromagnetisches MNP mit einer durchschnittlichen Größe von 10 nm in Polyethylenglykollösung von Ferrotec, USA). Das flach gespaltene Ende eines 15 cm langen PCF wurde senkrecht in ein 2-ml-Probenfläschchen mit dem MF eingetaucht. Das MF wurde erfolgreich in die Luftlöcher und über die gesamte Länge des PCF infiltriert, basierend auf dem Poiseuille-Gesetz24, nach dem der induzierte Druckgradient zwischen den beiden Enden der Faser zu einem laminaren MF-Fluss führt [Abb. 1c,d].

Abbildung 1b zeigt den REM-Querschnitt des verwendeten PCF, das eine löchrige Umhüllung aus Luftlöchern aufweist, die in einem hexagonalen Gittermuster mit einem Abstand von 1,4 mm und einem durchschnittlichen Lochdurchmesser von 480 nm angeordnet sind. Um ein gleichmäßiges Magnetfeld auf der Seite des MF-infiltrierten PCF anzulegen, wurde ein plattenförmiger Magnet (KJ Magnetics, USA) in genau definierten Abständen von der Faser neben dem Erfassungsbereich platziert. Zur Überwachung der Magnetfeldstärke und zur Kalibrierung des faseroptischen Magnetfeldsensors wurde ein Hall-Sonden-Magnetometer (Modell KOSHAVA 5, Wuntronic GmbH) eingesetzt. Das Ausgangsstrahlprofil sowie die übertragene Leistung am Ausgang der Glasfaser wurden über eine CCD-Kamera bzw. einen optischen Leistungsmesser überwacht.

(a) Schematische Darstellung des Versuchsaufbaus zum Füllen des PCF, (b) Querschnitt-REM-Bild des PCF, (c) Lichtmikroskopbild des bloßen PCF und (d) infiltrierte Seitenansichten des PCF.

Wie in Abb. 2b gezeigt, verändert sich die räumliche Verteilung von MF, wenn das infiltrierte PCF dem Magnetfeld ausgesetzt wird, von zufällig homogen zu einem geordneten feldabhängigen Muster. Aufgrund der Néel- und Brownschen Relaxation neigen die MNPs dazu, entlang der Richtung des Magnetfelds zu agglomerieren und kettenartige Cluster zu bilden. Dieses Phänomen induziert eine Änderung des Brechungsindex (RI) des MF, die von der ausgeübten Magnetfeldstärke abhängt26,27.

Es ist bekannt, dass MFs eine hohe optische Absorption im sichtbaren Spektrum28 sowie eine hohe Absorptionsbande bei der Wellenlänge 1470 nm aufweisen. Die Absorptionsbande hängt mit dem Orbitalübergangsprozess in Magnetitpartikeln zusammen29. Um von der RI-Abstimmbarkeit von MF in Sensoranwendungen zu profitieren, spielt daher die Geometrie des optischen Wellenleiters eine wichtige Rolle. Beispielsweise würde bei einem PCF mit großen Luftlöchern ein größerer Anteil der optischen Leistung absorbiert werden, was zu einem sehr hohen optischen Verlust führen würde. In dieser Arbeit ermöglichte die Verwendung eines speziellen PCF mit sehr kleinen Luftlöchern eine Lichtdurchlässigkeit im Bereich von 800–1000 nm. Der experimentelle Testaufbau ist in Abb. 2a dargestellt.

Das einfallende Licht einer Nahinfrarot-Laserquelle (\(\lambda \)= 976 nm, Thorlabs, Pigtailed Butterfly Package) wurde durch eine Kombination von Objektivlinsen in den PCF eingekoppelt. Die Profile der übertragenen Lichtleistung und des Ausgangsstrahls wurden jeweils mit einem optischen Leistungsmesser und einer CCD-Kamera aufgezeichnet. Ein linearer Polarisator wurde so abgestimmt, dass die Wechselwirkung von Licht mit dem MF optimiert wird: Wenn die Richtung des E-Felds parallel zur Richtung des ausgeübten Magnetfelds (H) ist, ist die induzierte Änderung der optischen Absorption fast doppelt so groß wie im Fall Das E-Feld verläuft senkrecht zur Richtung des angelegten H-Feldes29.

Schematische Darstellung von (a) Versuchsaufbau, (b) Anordnung magnetischer Nanopartikel in den Löchern des PCF mit (unteres Bild) und ohne (oberes Bild) Anwendung eines externen Magnetfelds.

Der vorgeschlagene Sensor basiert auf der RI-Variation und dieses Phänomen hängt stark vom Volumenanteil der Magnetitpartikel und des flüssigen Trägers (Wasser, organisches Lösungsmittel usw.) ab. In dieser Hinsicht bietet das verwendete MF auf Polyethylenglykolbasis mit superparamagnetischen Eigenschaften eine höhere kolloidale Stabilität im Vergleich zu MFs auf Wasserbasis. In diesem Experiment wurden drei verschiedene Konzentrationen von MF mit 5,9, 8,8 und 11,8 Vol.-% magnetischer Partikel berücksichtigt. Wie in Abb. 3 gezeigt, zeigt die durch das infiltrierte PCF übertragene optische Leistung eine starke Abhängigkeit von der angelegten Magnetfeldstärke. Der Sensorsättigungspunkt (in Abb. 3 durch quadratische Markierungen gekennzeichnet) stieg mit der Konzentration der MNPs, was auf die Sättigungsmagnetisierung \(M_{s}\) des MF zurückzuführen ist, die einer linearen Abhängigkeit von der Konzentration folgt. Im Allgemeinen wird die Magnetisierung superparamagnetischer Materialien durch eine Langevin-Funktion im Magnetfeld beschrieben30.

Dementsprechend wurden die experimentellen Ergebnisse in Abb. 3 mit einer Langevin-Funktion mit einem guten Maß an Vertrauen (\(R \ge 0,996\)) angepasst. Der vorgeschlagene Sensor wies eine Nachweisgrenze von 16 Gauss innerhalb des effektiven Erfassungsbereichs auf (dh unterhalb des Sättigungspunkts). Diese Demonstration der Magnetfeldmodulation des durchgelassenen Lichts über die superparamagnetische Reaktion von Magnetit-NPs31 weist auf das Potenzial hin der Verwendung des vorgeschlagenen MF-infiltrierten PCF-Wellenleiters in magnetooptischen Sensoranwendungen.

Transmissionsverlust gegenüber dem Magnetfeld für Proben mit unterschiedlichen Vol.-%-Konzentrationen an MNPs.

Abbildung 4 zeigt die CCD-Kamerabilder im Zusammenhang mit der Intensität des Ausgangsstrahlmusters des infiltrierten PCF mit verschiedenen MF-Konzentrationen und unter variierenden Magnetfeldstärken. Diese Abbildung liefert eine klare visuelle Bestätigung der in Abb. 3 dargestellten Tatsache, dass Übertragungsverluste mit dem angelegten Magnetfeld für alle drei untersuchten MF-Konzentrationen zunehmen. In Abwesenheit eines externen Magnetfelds können einzelne Magnetitpartikel als magnetische Einzeldomänendipole mit permanentem Moment beschrieben werden. In Gegenwart eines schwachen Magnetfelds (20 Gauss) zeigte der Sensor mit der höchsten Konzentration an MNPs deutliche Musteränderungen, die in Abb. 4i, j durch grün gestrichelte Rechtecke hervorgehoben sind. Eine Erklärung ist, dass bei höheren Volumenanteilen von MNPs der Anteil der anziehenden polaren Energie größer ist als die thermische Energie, da der freie Abstand zwischen den Zentren zweier Dipole geringer ist, sodass Dipol-Dipol-Wechselwirkungen dominieren32. Das letztgenannte Phänomen führt zu kleinen RI-Änderungen, was wiederum zu der beobachteten Variation im Ausgangsstrahlmuster führt.

Intensität des Ausgangsstrahlmusters bezogen auf die PCFs, infiltriert mit: (a–d) 5,9 Vol.-%, (e–h) 8,8 Vol.-% und (i–l) 11,8 Vol.-% Konzentrationen von MNPs unter angelegten Magnetfeldern von 0, 20, 230 und 330 Gauss.

Die Reaktionszeit ist bei Sensoranwendungen ein wichtiger Parameter. Um die dynamische Reaktion unseres Sensors zu bewerten, wurden infiltrierte PCFs gleicher Länge mit unterschiedlichen MF-Konzentrationen einem konstanten Magnetfeld von 250 ± 8,7 Gauss ausgesetzt. Um die Stabilität und Wiederholbarkeit der Sensorreaktionen sicherzustellen, wurden die Proben einem Magnetfeld ausgesetzt hintereinander für drei Wiederholungen. Die Proben mit der niedrigsten Konzentration magnetischer Partikel (5,9 Vol.-%) zeigten eine sehr schnelle Reaktionszeit (Zeitintervall, in dem sich die übertragene optische Leistung von 90 auf 10 % ihrer Variation ändert) von 0,1 s und eine Erholungszeit (umgekehrt zur Reaktionszeit). Definition) von ebenfalls 0,1 s, wie in Abb. 5 gezeigt.

Probe mit 8,8 Vol. % zeigten eine Reaktions-/Erholungszeit von 0,16 Sekunden. Obwohl MF mit der höchsten Konzentration (11,8 Vol.-%) eine längere Reaktionszeit von 150 Sekunden und eine Erholungszeit von 9 Sekunden aufwies. Die zuletzt beobachtete lange Reaktionszeit wird durch die wachsenden abstoßenden Kräfte im Nahbereich erklärt, die bei hohen MNP-Konzentrationen zunehmen und wiederum die attraktiven Dipol-Dipol-Wechselwirkungen verlangsamen, die für die Bildung kettenartiger Cluster verantwortlich sind [dargestellt in Abb. 2b]. Es ist zu beachten, dass die Reaktions- und Erholungszeiten nicht durch die Stärke des angelegten Magnetfelds beeinflusst wurden. In Tabelle 1 haben wir die Leistung der wichtigsten in der aktuellen Literatur berichteten Sensorspezifikationen im Vergleich zur vorliegenden Arbeit zusammengefasst. Die zusammengestellten Ergebnisse zeigen, dass der vorgeschlagene PCF-Sensor hinsichtlich Empfindlichkeit und Reaktionszeit im Vergleich günstig abschneidet.

(a) Dynamische Reaktion des infiltrierten PCF mit 5,9 Vol. % MF in H=250±8,7 Gauss, (b) Nahaufnahme mit feinerer Auflösung des Reaktionszeitbereichs.

Wir haben auch den wichtigsten Wellenleitungsmechanismus des infiltrierten PCF modelliert. Aufgrund des geringen RI-Kontrasts zwischen der Quarzglasfaserstruktur und dem MF erwarten wir, dass das geführte Licht in den löchrigen Mantelbereich austritt, wie aus den aufgezeichneten Ausgangsintensitätsmustern in Abb. 4 hervorgeht.

Um diese besondere Wellenleitung zu modellieren, wurden Simulationen mit der Finite-Elemente-Methode (FEM) unter Verwendung von COMSOL Multiphysics durchgeführt. Es wurde ein einheitlicher Durchmesser der PCF-Löcher von 480 nm sowie ein Abstandswert von 1,4 \(\upmu {\mathrm{m}}\) innerhalb des mit Siliciumdioxid-PCF beschichteten 125 \(\upmu {\mathrm{m}}\)-Durchmessers angenommen mit Acrylat-Schutzmantel (250 \(\upmu {\mathrm{m}}\) Durchmesser). Darüber hinaus wurde der Brechungsindex verschiedener MFs mit einem digitalen Refraktometer (Kruss DR301-95) bei einer Wellenlänge von 589 nm gemessen. Es wurde beobachtet, dass der RI mit zunehmender Probenkonzentration linear anstieg. Das gilt für 5,9, 8,8 und 11,7 Vol. % MF des gemessenen RI betrugen 1,4276, 1,4707 bzw. 1,493.

Die letztgenannten RI-Werte wurden in den Simulationen verwendet, da Änderungen des RI des MF bei 589 nm im Vergleich zu einer Wellenlänge von 976 nm vernachlässigbar klein sind und einen ähnlichen Trend in Bezug auf Änderungen der MF-Konzentration aufweisen. Die ersten fünf Hauptmoden wurden für jeden Wert des angelegten Magnetfelds ausgewählt und die entsprechenden Komponenten \(n_{eff}\), Verlust (\(\alpha \)), E-Feld und H-Feld berechnet mit dem FEM-Moduslöser.

Anschließend wurde die transversale E-Feldverteilung an der Ausgangsfläche des Fasersensors der Länge L als kohärente Überlagerung der N geführten Moden modelliert, wie durch die folgende Gleichung beschrieben:

wobei \(E_j = (E_j^x,E_j^y)\) die x- und y-Transversalfeldkomponenten sind, während \(n_{eff,j}\) und \(\alpha _j\) den realen effektiven Index bezeichnen und der Leistungsverlustkoeffizient des \(j-th\) geführten Modus bei einer gegebenen Frequenz \(\omega \). Die Variable \(C_j\) steht für die normalisierten Amplitudenkopplungskoeffizienten, die aus dem Überlappungsintegral des eingegebenen Gaußschen Strahls und dem Überlappungsintegral der jeweiligen Modalverteilungen des \(j-th\)-Modus berechnet werden:

wobei die Modalfelder über \(\frac{F}{\sqrt{\frac{1}{2}\int Rel{(E_t\times H_t^*)} dxdy}}\ richtig auf die Einheitsleistung normalisiert wurden, wobei F für die (E- oder H)-Feldkomponente des elektromagnetischen Feldvektors steht. Der verwendete 976-nm-Laser ist linear polarisiert, sodass in den Simulationen ein x-polarisierter Gaußscher Strahl mit dem Radius \(\sigma =7\upmu m \) als Eingangsquelle mit optischer Leistung P: berücksichtigt wurde:

Daher unter Verwendung von Gl. (1) Für die übertragene Leistung im infiltrierten PCF-Sensor kann ein Ausdruck abgeleitet werden:

wobei \((x_0,y_0)\) die Koordinaten des PCF-Querschnittszentrums bezeichnet. Um die übertragene Leistung in Gl. (5) unseres Fasersensors verwendeten wir die FEM-simulierten ersten fünf dominanten geführten Moden, die\(\ge \) 90\(\%\) der übertragenen Leistung tragen. Ein weiterer wichtiger Simulationsparameter, der berücksichtigt wurde, bezieht sich auf die Änderungen im Brechungsindex der magnetischen Flüssigkeit (\(n_{MF}\)), die in unseren Simulationen implementiert werden sollen, wenn das angelegte Magnetfeld \(H>0\) ist. Diese Beziehung zwischen \(n_{MF}\) und H ist a priori unbekannt. Da wir jedoch wussten, dass der Wert von \(n_{MF}\) einem abnehmenden Langevin-Funktionsverhalten folgt30,33 und dass wir den Wert von \(n_{MF}\) bei H=0 Gauss gemessen haben, führten wir eine Reihe von FEM durch Simulationen, die es uns ermöglichten, die beste Übereinstimmung zwischen dem simulierten und dem experimentellen Sensorausgangsübertragungsverlust in Abb. 6b unter Verwendung des Modells für \(n_{MF}\) in Gl. zu finden. (6) und in Abb. 6a dargestellt. Wir stellen fest, dass das Modell in Gl. (6) wurde für eine MF-Konzentration von 5,9 Vol.-% abgeleitet, bei der wir die höchste Sensorleistung beobachteten. Folglich wurden alle Simulationen für diese spezifische Konzentration durchgeführt.

Die Diskrepanzen zwischen dem Experiment und den Simulationen sind auf zusätzliche optische Streuung innerhalb der PCF zurückzuführen, die in den Simulationen, die von einer vollkommen glatten PCF-Struktur ausgingen, nicht berücksichtigt wurde.

(a) Modelliertes \(n_{MF}\) über dem angelegten Magnetfeld, (b) Vergleich zwischen Simulations- und experimentellen Daten bezüglich des optischen Übertragungsverlusts im MF-infiltrierten PCF als Funktion des angelegten Magnetfelds.

Die exquisite Präzision ausgereifter optischer Fasertechnologie in Kombination mit funktionellen Flüssigkeiten, die auf feine magnetische Partikel zugeschnitten sind, macht ein hybrides faseroptisches magneto-fluidisches Sondendesign für neue biochemische und Umweltsensoranwendungen wünschenswert. In dieser Arbeit schlagen wir einen neuen Typ eines faseroptischen Magnetfeldsensors vor und demonstrieren ihn, der auf einer speziellen Art von photonischer Kristallfaser (PCF) mit sehr kleinen Luftlöchern im Submikrometerbereich basiert, die mit einer funktionellen magnetischen Flüssigkeit (MF) infiltriert sind. Mit der resultierenden faseroptischen Sonde konnten wir einen hochempfindlichen (0–350 Gauss), schnellen (0,1 s Reaktionszeit) und kompakten Magnetfeldsensor demonstrieren, der mit kostengünstigen Nahinfrarot-Laserdioden betrieben werden kann. Die experimentellen Ergebnisse wurden mithilfe einer Langevin-Funktion gut angepasst und durch ein magnetfeld- und modenabhängiges optisches Übertragungsmodell erklärt, das durch Simulationen mit Finite-Elemente-Methoden validiert wurde. Diese Demonstration stellt einen weiteren Schritt in Richtung neuartiger hybrider magnetofluidischer faseroptischer Sensoransätze für biochemische und Umweltsensoranwendungen dar.

Die während der aktuellen Studie verwendeten und/oder analysierten Datensätze sind auf begründete Anfrage beim entsprechenden Autor erhältlich.

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Die Autoren danken Mathieu Gratuze für seine Hilfe bei der Extraktion der Simulationsdaten.

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Saeed Azad, Ricardo Izquierdo und Bora Ung

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Satyendra Kumar Mishra

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Ghasem Rezaei

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Saeed Azad, Ricardo Izquierdo und Bora Ung

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SA, BU und RI konzipierten die Experimente. SA und SKM führten die Experimente durch. BU, SA und GR arbeiteten an der Modellierung und Interpretation der Ergebnisse. BU und RI überwachten das Projekt und stellten die Ressourcen bereit. Alle Autoren haben das Manuskript überprüft.

Korrespondenz mit Bora Ung.

Die Autoren geben an, dass keine Interessenkonflikte bestehen.

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Nachdrucke und Genehmigungen

Azad, S., Mishra, SK, Rezaei, G. et al. Schneller und empfindlicher Magnetfeldsensor auf Basis einer photonischen Kristallfaser mit magnetischen, mit Flüssigkeit infiltrierten Nanolöchern. Sci Rep 12, 9672 (2022). https://doi.org/10.1038/s41598-022-13873-z

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Eingegangen: 08. März 2022

Angenommen: 30. Mai 2022

Veröffentlicht: 11. Juni 2022

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-022-13873-z

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Wissenschaftliche Berichte (2022)

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