Las estructuras llamadas resonadores ópticos atrapan la luz a ciertas frecuencias. Cuando se perturba el entorno de tal resonador, estas frecuencias cambian, lo que permite utilizar resonadores ópticos como sensores. a, Hodaei y col. reportar un sensor que consta de tres resonadores en forma de anillo que están acoplados (flechas rojas). Los autores utilizan elementos calefactores de oro tanto para ajustar con precisión el sensor como para emular perturbaciones. B, Por el contrario, Chen y col. utilizar un solo resonador toroidal, y luz de pareja que viaja en sentido horario (flecha azul) y antihorario (flecha amarilla). Los autores utilizan dos puntas de fibra para sintonizar el sensor y otro tipo de punta para introducir perturbaciones. C, En sensores convencionales, el cambio de frecuencia causado por una perturbación es directamente proporcional a la fuerza de la perturbación (línea gris). Hodaei y col. y Chen et al. demostrar que el cambio de frecuencia en sus dispositivos de detección se escala con la raíz cúbica (línea roja) o la raíz cuadrada (línea azul) de la fuerza de la perturbación, respectivamente. Esto conduce a una mejora espectacular en la escala de sensibilidad de dichos sensores en comparación con los dispositivos convencionales. Crédito:Mikael C. Rechtsman, Naturaleza 548, 161–162 (10 de agosto de 2017) doi:10.1038 / 548161a
(Phys.org) —Dos equipos independientes que trabajan en investigaciones destinadas a mejorar la detección óptica han utilizado técnicas que implican acoplar dos o más modos de luz de modo que sus modos y sus frecuencias correspondientes se fusionen, resultando en más sensibilidad. En el primer esfuerzo, un equipo de la Universidad de Washington en St. Lois y la Universidad de Otto-von-Guericke Magdeburg, en Alemania, conectado tres sensores tradicionales para una sintonización más precisa. En el segundo esfuerzo, un equipo de la Universidad de Florida Central y la Universidad Tecnológica de Michigan utilizó solo un resonador pero acopló la luz que viajaba en ambas direcciones a su alrededor. Ambos equipos han publicado artículos que describen sus esfuerzos y resultados en la revista. Naturaleza . Mikael Rechtsman, de la Universidad Estatal de Pensilvania, ofrece un artículo de News &Views que describe las técnicas de detección óptica y el trabajo realizado por los dos equipos en el mismo número de la revista.
Como señala Rechtsman, Los sensores ópticos se utilizan en una variedad de aplicaciones que involucran vibraciones mecánicas muy leves o cambios de temperatura. También se utilizan cuando se trabaja con nanopartículas o en el análisis de biomoléculas. Todos estos sensores tienen un solo problema, sin embargo, su desempeño está limitado por la fuerza de las perturbaciones en estudio. En este nuevo esfuerzo, Ambos equipos de investigación buscaron superar esta limitación mediante el acoplamiento de modos de luz, permitiéndoles fusionarse, esto ocurre en lugares llamados "puntos excepcionales, "y sólo surgen en lo que se conoce como sistemas hermitianos. En tales sistemas, investigaciones anteriores han demostrado, la pérdida de fotones es una característica principal, a diferencia de los sistemas convencionales en los que ocurre lo contrario. En cualquier caso, el resultado es una mayor sensibilidad, cuales, por supuesto, se traduce en más precisión.
En el primer esfuerzo, los investigadores conectaron tres sensores en forma de anillo juntos y luego agregaron elementos calefactores de oro debajo de ellos para ajustar los sensores y emular las perturbaciones. En el segundo esfuerzo, los investigadores utilizaron solo un sensor en forma de anillo, pero enviaron luz a su alrededor en ambas direcciones (tanto en el sentido de las agujas del reloj como en el sentido contrario a las agujas del reloj) al mismo tiempo para provocar la coalescencia. Luego, utilizaron una punta de fibra para ajustar el sensor y una segunda punta para causar perturbaciones.
Ambas técnicas vienen con una compensación, Rechtsman señala, entre el ajuste fino y la sensibilidad, y queda la cuestión de si uno o ambos pueden modificarse para lograr sensibilidades aún mayores.
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