工程師找到更好的方法來檢測納米粒子

長期以來人們一直認為兩個公司和三個人都是人群。但圣路易斯華盛頓大學的電氣和系統工程師及其合作者已經證明，在光子諧振器中加入第三個納米級探測器，補充兩個“調諧”納米級探測器，這是一個引人入勝的物理學派對。

具體而言，兩個調諧納米級探測器將諧振器設置在“異常點”，即可能發生異常現象的系統的特殊狀態。第三個納米測量儀擾亂了系統，就像一個討厭的操場上的惡霸，它越小，它得到的反應就越大。

由Lan Yang，Edwin H.和Florence G. Skinner電氣與系統工程教授領導的華盛頓大學團隊最近在研究和操縱光學方面取得了重大進展。該團隊最近發現的微諧振器傳感能力可能會對生物醫學設備，電子設備和生物危害檢測設備的產生產生影響。

“檢測納米級物體，如納米粒子，具有挑戰性，”楊說。“如果物體非常小，它會對傳感系統產生很小的擾動。我們利用與物理系統的特殊點相關聯的不尋常的拓撲特征來增強光學傳感器對非常小的擾動的響應，例如由納米級物體引入的擾動。特殊點傳感器的優點是擾動越小，與傳統傳感器相比，增強效果越大。“

楊的傳感器系統屬于一個叫做低語畫廊模式(WGM)的共振器，其工作方式就像倫敦圣保羅大教堂著名的竊竊私語畫廊，穹頂一側的人可以聽到有人在墻上發出的信息。另一邊。與在可聽范圍內具有共振或甜點的圓頂不同，傳感器在光頻率下諧振。

“所謂的'特殊點'賦予了一個具有卓越性能的耳語式傳感器，用于檢測納米級物體，超越了傳統的耳語式傳感器，”楊氏實驗室電氣工程博士生Weijian Chen說。“引人注目的是，目標物體越小，新傳感器的性能就越好。”

Yang的WGM有兩個伴隨的二氧化硅散射體，或納米尖，它們設置在環形或環形線上，是數百萬光子包被稱為光子穿過的大道。這些設備調整系統中的各種參數以影響功能。使用納米定位系統，研究人員可以移動散射體并增加尺寸，甚至可以將另一種介質(例如病毒顆粒)引入野外以擾亂田地并召喚出一個特殊的點。

在團隊最近的實驗中，兩個“調諧”納米級測量儀將諧振器帶到了優異的位置; 第三個粒子從其特殊點擾亂系統并導致頻率分裂。由于在異常點附近的非常復雜的平方根拓撲，頻率分裂(即感測信號)在數學上表示為擾動強度的平方根。它明顯大于使用非常小的擾動的傳統非特殊點感測方案。

楊和她的小組正在探索在光聲成像研究和其他尋求“非常規光傳輸模式”發展的場景中使用的特殊點，她說。“應該有很多應用程序。”