Российские и зарубежные ученые разработали революционные двумерные (2D) фотонные кристаллические (ФК) датчики для измерения солености воды в океанах. Эти датчики, использующие уникальные свойства 2D ФК по преломлению света, обеспечивают высокую точность и надежность измерений. Эта инновационная технология представляет собой значительный шаг вперед в области океанографии, особенно актуальный в свете глобальных изменений климата и их влияния на Мировой океан.
Исследователи тщательно варьировали различные параметры датчиков, такие как размер и расстояние между наноструктурами. Оптимальные результаты были достигнуты при следующих настройках: половина диагонали шестиугольной формы (R) – 500 нанометров, расстояние между цилиндрами (D) – 250 нанометров, количество периодов (N) – 5. В этих условиях датчики продемонстрировали впечатляющие показатели: чувствительность 525 нм/RIU, фактор качества (FOM) 80.7 RIU⁻¹ и добротность (Q) 375. Эти параметры особенно важны для обеспечения точности измерений в условиях, характерных для различных регионов Мирового океана.
Как работают эти датчики? Они анализируют прохождение света через них после добавления соленой воды. Наличие соли создает специфический сигнал в световом спектре, который меняется в зависимости от концентрации соли. Эта технология открывает широкие перспективы для мониторинга состояния океанов, включая контроль за загрязнением и изменениями в экосистемах, а также для совершенствования процессов опреснения воды, что особенно актуально для регионов с дефицитом пресной воды, таких как Крым или южные регионы России.