【儀表網(wǎng) 儀表研發(fā)】埃因霍溫科技大學(xué)的研究人員已經(jīng)開發(fā)出一種集成光學(xué)傳感器，該光學(xué)傳感器屬于緊湊型光學(xué)傳感器，能夠提供更高的分辨率，可應(yīng)用于包括激光和探測器的“實驗室芯片”平臺。埃因霍溫技術(shù)大學(xué)表示，新的集成式緊湊型傳感器專為片上傳感而設(shè)計。
這項研究在《自然通訊》中有描述。
埃因霍溫的開發(fā)人員說：“基于光機械系統(tǒng)的光讀出傳感器，經(jīng)常用于諸如原子力顯微鏡之類的傳感應(yīng)用中，通過測量懸臂的偏轉(zhuǎn)反射的激光來產(chǎn)生亞納米級的分辨率圖像。但是，傳統(tǒng)基于激光的方法(如AFM中的方法)的設(shè)備可能體積龐大，并伴隨著對更低成本和更高分辨率的需求，驅(qū)使人們尋找替代方法。
而隨著納米光學(xué)機械系統(tǒng)的發(fā)展，現(xiàn)在可以使用緊湊的光學(xué)傳感器來測量納米級的運動，力和質(zhì)量。但限制因素是測量過程中需要應(yīng)用的窄線寬可調(diào)諧激光器難以結(jié)合到這種納米光學(xué)機械設(shè)備中。
為了解決這個問題，TU/e光子集成研究所的劉天然，安德里亞·菲奧雷和他們的同事設(shè)計了一種新型的光機械設(shè)備，其分辨率為45飛米(45×10-15 m)，測量時間僅為零點幾分。一秒鐘。開發(fā)人員補充說：“至關(guān)重要的是，該設(shè)備具有80 nm的超寬光學(xué)帶寬，從而直接消除了對可調(diào)諧激光器的需求。”
波導(dǎo)和大波長范圍
該傳感器基于磷化銦硅膜平臺，適用于包括無源組件，例如激光器或探測器。傳感器本身由四個波導(dǎo)組成–兩個波導(dǎo)懸掛在兩個輸出波導(dǎo)上方。
在驅(qū)動之前(向上)和之后(向下)通過方向耦合器的光。
當(dāng)將懸浮的波導(dǎo)推向InP膜上的輸出波導(dǎo)時，輸出波導(dǎo)所攜帶的相對信號量會發(fā)生變化。
制造過程通過一系列光刻步驟來定義波導(dǎo)和懸臂，終傳感器由換能器，致動器和光電二極管組成。
該傳感器的主要優(yōu)點之一是它可以在很大的波長范圍內(nèi)工作，從而消除了對設(shè)備上昂貴的激光器的需求。在懸臂撓度方面，該傳感器還復(fù)制了傳統(tǒng)但笨重的AFM中懸臂的分辨率。
研究人員說，以這種新設(shè)備為基礎(chǔ)，他們“計劃開發(fā)集成在芯片上的整個納米計量實驗室，該實驗室可用于半導(dǎo)體計量，并有助于設(shè)計下一代微芯片和納米電子產(chǎn)品。”
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