智能溫度傳感器系統測溫流程?實現了從4K到500K的寬溫區測量，今天小編就來聊一聊關于智能溫度傳感器系統測溫流程?接下來我們就一起去研究一下吧!

智能溫度傳感器系統測溫流程

實現了從4K到500K的寬溫區測量

讀特客戶端·深圳新聞網2023年2月12日訊（深圳晚報記者 王宇）2月11日，深晚記者從深圳技術大學獲悉，該校集成電路與光電芯片學院甯存政教授團隊和清華大學電子工程系開發了一種可以按照不同測溫需求，對目标測溫參數進行自優化的單根合金铒納米線溫度傳感器，實現了4K到500K的寬溫區測量。

溫度測量，對于前沿科學研究、工業生産，以及個人和家庭生活等許多方面都起着極為重要的作用，但傳統的測溫技術如水銀溫度計，熱電阻技術，紅外探測等由于要求接觸式使用，并且受限于測溫精度和靈敏度及測溫範圍等，無法滿足許多場合的需要。近年來，基于镧系稀土元素的熒光溫度測量技術成為一個越來越重要的溫度測量手段。這種遠程的光學溫度測量技術已經在諸如細胞科學、活體生物學、集成光電子科學等諸多領域産生了舉足輕重的影響。

镧系稀土元素豐富的原子能級提供了從紫外、可見，到紅外的各種波段選擇。而由于各能級的電子布局遵從著名的玻爾茲曼分布，各種波長發光強度的相對大小，非常靈敏地依賴于溫度，因而可以從兩個不同波長的發光強度比構建溫度響應函數，然後利用光譜測量這種強度比來獲得待測物體的溫度。這便是新的熒光測溫的基本原理。

盡管這個領域近來從材料到測量技術本身都在蓬勃發展，但在溫區範圍、低溫區的溫度測量和測溫靈敏度等方面仍然存在許多技術上的挑戰。為解決這些難題，深圳技術大學集成電路與光電芯片學院甯存政教授團隊和清華大學電子工程系展開聯合攻關。

此次實驗所用的發光材料系一種獨特的稀土矽酸鹽合金納米線，甯存政團隊在10多年前發現了這種高質量的單晶合金材料，此後對其進行了多方面的系統研究。本次研究通過對生長工藝的不斷優化，得到了接近完美的單晶納米線，其極強的發光使得單根納米線足以作為測溫的熒光物質，同時高質量的材料發出的譜線極窄，可以對極低的溫度和很小的溫度變化進行測量。通過采集一幀光譜，可以構建很多個溫度響應函數，并通過計算機程序實現針對不同測溫目标的自優化溫度響應函數選擇。這是首次将測溫函數的自優化選擇和熒光測溫結合，保證了大溫度範圍的最優溫度測量。

除了靈敏，利用這種铒合金納米材料的另一個優勢，是波長在1530納米附近的光譜窗口對應于光通信的C波段以及損耗極低的生物近紅外光學窗口，對生物體的穿透深度較可見光大很多，因此該溫度測量技術之後可能會在這兩個領域産生重要影響。單根納米線和普通水銀溫度計相比，尺寸小4個數量級。與目前絕大多數熒光溫度傳感器相比，單根納米線具有更好的操控性，而用單根納米線做生物細胞内窺測量的技術已經被其他研究組所驗證，因此該溫度測量技術有可能在單細胞溫度學研究中産生重要作用。

該成果發表在光學學術期刊《Light:Science&Applications》。文章第一作者梁璋為深圳技術大學副研究員，其他作者包括清華大學博士生吳金華、工程師崔瑛和副研究員孫皓。深圳技術大學集成電路與光電芯片學院院長甯存政為文章通信作者。來源：深圳晚報

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