Новый оптомеханический сенсор расширяет возможности обработки сигналов

Продолжающаяся миниатюризация и уплотнений электронных схем делает всё более трудной задачей создание подходящих для них датчиков, отслеживающих динамические физические параметры.

Международная группа, включающая авторов из Сингапура и Китая, в статье, опубликованной журналом Applied Physics Letters, представила новую конструкцию оптомеханического нанорезонатора – устройства, которое может детектировать торсионные (крутильные) движения с беспрецедентной чувствительностью.

Эта конструкция с торсионным механическим резонатором, внедрённым в оптическую кольцевую (racetrack) полость, также демонстрирует новую способность воздействовать механическим движением на оптическую энергию – крутильная частота механической системы смешивается с модулированными оптическими сигналами.

Помимо чувствительности к крутильным движениям, достоинством новой разработки является простой (в противоположность прежнему) оптомеханический интерфейс: свет попадает в кольцевую полость через изготовленную стандартным методом кремниевого нанопроизводства оптическую дифракционную решётку.

Механическое движение резонатора в полости изменяет условия распространения в ней света и приводит к мельчайшим вариациям в энергии выходящего оптического сигнала. Регистрируя их можно измерить торсионное движение.

Авторы подчёркивают, что их работа лишь начальный шаг на пути к многим потенциальным приложениям крутильных наносенсоров. В частности, продемонстрированное впервые смешивание торсионных частот может оказать существенное влияние на будущие многофункциональные датчики и интегрированные устройства обработки сигналов, такие как супергетеродинные приемники на чипе с оптомеханическими резонаторами.