可重构传感器可检测波长为光的 0.001 倍的颗粒

Josiah01 · 发表于 2024-8-28 20:28:41

近年来，光子学和材料科学的进步推动了传感器技术的显著发展，突破了检测和测量的界限。在这些创新中，非厄米物理学已成为一个重要的研究领域，为操纵光和提高传感器灵敏度提供了新方法。
《Advanced Photonics Nexus》杂志最近发表的一项研究报告了该领域的突破，提出了一种利用特殊点（EP）实现前所未有的灵敏度的新型传感器。
本研究介绍了一种基于单个局部表面等离子体(LSP) 谐振器的高灵敏度可重构传感器。异常点是特征值及其对应的特征向量汇聚的独特光谱奇点，可显著提高光学传感器的灵敏度。
传统的基于 EP 的传感器，例如回音壁模式 (WGM) 微环，与传统传感器相比，灵敏度更高。然而，这些传感器也面临局限性：它们的 EP 在制造后是固定的，这使得精确调整变得困难，而且它们通常在较窄的频率范围内工作，由于扰动强度和激发效率的限制，很难检测到非常小的颗粒。
新颖的传感器设计通过结合伪 LSP 谐振器解决了这些问题，这些谐振器模拟局部表面等离子体的行为并提供更大的灵活性。该装置悬挂在微带线上方并与两个可移动的瑞利散射体配对，允许在宽频率范围内动态重新配置 EP 状态。这种适应性使传感器对制造缺陷更具鲁棒性，并增强了其检测极小颗粒的能力。
新传感器的主要特点包括：
可重构性：可调节的瑞利散射体能够动态形成和重构EP，从而提高传感器的精度和灵活性。
增强的扰动强度：将电磁场限制在谐振器的表面可显著增加对周围粒子扰动的灵敏度。
多极模式激发：该设计支持各种等离子体共振模式，扩大了传感器的操作带宽和检测范围。
这一进步代表着传感器技术的重大飞跃，它对检测小至光波长 0.001 倍的颗粒具有出色的灵敏度，为科学研究和工业应用开辟了新的可能性。

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