To måder at forbedre optisk sensing ved hjælp af forskellige resonatorteknikker

(Phys.org)—To uafhængige teams, der arbejder på forskning, der har til formål at forbedre optisk sansning, har brugt teknikker, der involverer kobling af to eller flere lystilstande, således at deres tilstande og deres tilsvarende frekvenser smelter sammen, resulterer i mere følsomhed. I den første indsats, et hold fra Washington University i St. Lois og Otto-von-Guericke University Magdeburg, i Tyskland, tilsluttet tre traditionelle sensorer for mere præcis tuning. I den anden indsats, et hold fra University of Central Florida og Michigan Technological University brugte kun én resonator, men koblede lys, der rejste i begge retninger rundt om den. Begge hold har publiceret artikler, der beskriver deres indsats og resultater i tidsskriftet Natur . Mikael Rechtsman fra Pennsylvania State University tilbyder et nyheds- og visningsstykke, der skitserer optiske sanseteknikker og arbejdet udført af de to hold i samme tidsskriftsudgave.

Som Rechtsman bemærker, optiske sensorer bruges i en række applikationer, der involverer meget små mekaniske vibrationer eller ændringer i temperatur. De bruges også, når man arbejder med nanopartikler eller ved analyse af biomolekyler. Alle sådanne sensorer har et enkelt problem, dog - deres præstation er begrænset af styrken af ​​de forstyrrelser, der undersøges. I denne nye indsats, begge forskerhold søgte at overvinde denne begrænsning ved at koble lystilstande, lader dem smelte sammen - dette sker på steder, der kaldes "ekstraordinære punkter, " og de opstår kun i det, der er kendt som hermitiske systemer. I sådanne systemer, tidligere forskning har vist, fotontab er et hovedtræk, i modsætning til konventionelle systemer, hvor det modsatte er tilfældet. I begge tilfælde, resultatet er øget følsomhed, hvilken, selvfølgelig, oversættes til mere præcision.

I den første indsats, forskerne koblede tre ringformede sensorer sammen og tilføjede derefter guldvarmeelementer under dem for at finjustere sensorerne og efterligne forstyrrelser. I den anden indsats, forskerne brugte kun én ringformet sensor, men sendte lys rundt om den i begge retninger (både med uret og mod uret) på samme tid for at forårsage sammensmeltning. Derefter, de brugte en fiberspids til at finjustere sensoren og en anden spids til at forårsage forstyrrelser.

Begge teknikker kommer med en afvejning, Rechtsman bemærker, mellem finjustering og følsomhed, og der er stadig spørgsmålet om, hvorvidt den ene eller begge kan modificeres for at opnå endnu højere følsomheder.

© 2017 Phys.org