Estruturas chamadas de ressonadores ópticos capturam a luz em certas frequências. Quando o ambiente de tal ressonador é perturbado, essas frequências mudam, que permite que ressonadores ópticos sejam usados como sensores. uma, Hodaei et al. relatar um sensor que consiste em três ressonadores em forma de anel que são acoplados (setas vermelhas). Os autores usam elementos de aquecimento de ouro para ajustar precisamente o sensor e para emular perturbações. b, Por contraste, Chen et al. use um único ressonador toroidal, e acoplar a luz que viaja nas direções horário (seta azul) e anti-horário (seta amarela). Os autores usam duas pontas de fibra para ajustar o sensor e outro tipo de ponta para introduzir perturbações. c, Em sensores convencionais, a mudança na frequência causada por uma perturbação é diretamente proporcional à força da perturbação (linha cinza). Hodaei et al. e Chen et al. demonstrar que a mudança de frequência em suas escalas de dispositivos de detecção com a raiz cúbica (linha vermelha) ou raiz quadrada (linha azul) da força de perturbação, respectivamente. Isso leva a uma melhoria dramática na escala de sensibilidade de tais sensores em comparação com dispositivos convencionais. Crédito:Mikael C. Rechtsman, Natureza 548, 161–162 (10 de agosto de 2017) doi:10.1038 / 548161a
(Phys.org) —Duas equipes independentes que trabalham em pesquisas destinadas a melhorar o sensoriamento óptico usaram técnicas que envolvem o acoplamento de dois ou mais modos de luz de modo que seus modos e suas frequências correspondentes se aglutinem, resultando em mais sensibilidade. No primeiro esforço, uma equipe da Washington University em St. Lois e da Otto-von-Guericke University Magdeburg, Na Alemanha, conectou três sensores tradicionais para um ajuste mais preciso. No segundo esforço, uma equipe da University of Central Florida e da Michigan Technological University usou apenas um ressonador, mas combinou luz viajando em ambas as direções ao seu redor. Ambas as equipes publicaram artigos descrevendo seus esforços e resultados na revista Natureza . Mikael Rechtsman, da Universidade Estadual da Pensilvânia, oferece um artigo News &Views que descreve as técnicas de sensoriamento óptico e o trabalho realizado pelas duas equipes na mesma edição do jornal.
Como observa Rechtsman, Os sensores ópticos são usados em uma variedade de aplicações que envolvem vibrações mecânicas muito leves ou mudanças de temperatura. Eles também são usados ao trabalhar com nanopartículas ou na análise de biomoléculas. Todos esses sensores têm um único problema, no entanto, seu desempenho é limitado pela força das perturbações em estudo. Neste novo esforço, ambas as equipes de pesquisa procuraram superar essa limitação acoplando modos de luz, permitindo que eles se aglutinem - isso ocorre em lugares chamados de "pontos excepcionais, "e eles surgem apenas no que é conhecido como sistemas Hermitianos. Nesses sistemas, pesquisas anteriores mostraram, a perda de fótons é uma característica principal, em oposição aos sistemas convencionais em que o oposto é verdadeiro. Em ambos os casos, o resultado é o aumento da sensibilidade, que, claro, se traduz em mais precisão.
No primeiro esforço, os pesquisadores conectaram três sensores em forma de anel e, em seguida, adicionaram elementos de aquecimento de ouro abaixo deles para fazer o ajuste fino dos sensores e emular perturbações. No segundo esforço, os pesquisadores usaram apenas um sensor em forma de anel, mas enviaram luz ao redor dele em ambas as direções (tanto no sentido horário quanto no anti-horário) ao mesmo tempo para causar coalescência. Então, eles usaram uma ponta de fibra para ajustar o sensor e uma segunda ponta para causar perturbações.
Ambas as técnicas vêm com uma compensação, Notas de Rechtsman, entre ajuste fino e sensibilidade, e permanece a questão de saber se um ou ambos podem ser modificados para atingir sensibilidades ainda mais altas.
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