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研究人员创建实用和多功能的微型光力学设备
2022-09-17 23:17
本文摘要:研究人员早已研发出有了一种新型的光学装置,使用微硅盘将光和机械波统合在一起。这种新的设备是高度可自定义的且相容商业生产工艺,对于提升传感器检测力和运动性能,沦为一个切实可行的解决方案。 光学机械设备用于的光展开运动的检测。它们可以被用于低功耗,高效率的积木式加速度计,可用作检测智能手机的方向和运动以及在事故的几分之秒内启动时汽车的安全气囊。 科学家们正在希望使这些设备小型化,对于运动、受力和震动更加脆弱。

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研究人员早已研发出有了一种新型的光学装置,使用微硅盘将光和机械波统合在一起。这种新的设备是高度可自定义的且相容商业生产工艺,对于提升传感器检测力和运动性能,沦为一个切实可行的解决方案。

光学机械设备用于的光展开运动的检测。它们可以被用于低功耗,高效率的积木式加速度计,可用作检测智能手机的方向和运动以及在事故的几分之秒内启动时汽车的安全气囊。

科学家们正在希望使这些设备小型化,对于运动、受力和震动更加脆弱。辨识大于的运动情形必须十分高水平的光波之间的相互作用或耦合,以用作检测,其中机械波是初始化到运动中的。

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在光学学会的《光学快报》杂志中,巴西坎皮纳斯大学的涉及研究人员报告说道,他们新的靶心磁盘设计所超过的耦合效率,构建了与最差的基于实验室的光学机械设备的报告相匹配。而最先进设备的机械设备所用于的并不是能普遍用于的设备,这种新型的靶心磁盘设备是由一个标准的用作生产有序金属氧化物半导体(CMOS)芯片生产完全相同的工艺铸造厂制作的,后者则用作大多数数码相机。“因为这种设备是由商业CMOS代工生产工艺展开生产,那么世界上的任何一组生产设备都可以拷贝它,”ThiagoP.MayerAlegre说道,他是研究小组的领导者。

“如果有数千人生产,他们都会以某种程度的方式继续执行,因为我们使这种设备需要适应环境铸造厂的生产工艺。比起利用专门的内部生产技术生产这些设备,这种CMOS的生产工艺也更加低廉和更慢。

”使光和运动结合大多数机械设备用于完全相同的机制来容许光和机械波在材料中,构建波的相互作用。然而,这种方法不会容许光学器件的性能,只因为只有某些材料才需要很好地在受限的光和机械运动情况下工作。

“一旦你超越光和力学的约束规则,你可以用于任何类型的材料,”Alegre说道。“它也使得有可能独立国家地展开设备的调整,使其工作在某些特定的光的频率或机械波频率处。”研究人员创立了一个24微米长的硅圆盘,利用有所不同的机制容许光和机械波。

光被容许在设备内展开光线,这造成光在磁盘边缘的声浪,并环绕在一个圆形的环的外面部分。研究人员给硅盘加圆,构成一个靶心的外观,即定位机械运动的外环,它可以与光相互作用。

磁盘由一个容许磁盘移动的中心基座反对.。“径向圆环曾在其它设备中被用来容许光波,但我们把这种方法应用于到了机械波中,”Alegre说道。

“我们的光学机械装置是第一个用于这种径向圆环用作机械和光学波的耦合。”该硅盘的设计的灵活性意味著它可某种程度是用来感官运动。例如,用激光材料生产磁盘可以产生一个由运动控制的脉冲或功率水平的激光器。

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该器件也可用作使十分小和高频率的光调制器的电信领域的应用于。研究人员正在更进一步完备其装置的设计,并利用更佳的CMOS代工生产流程展开设备的生产。

这样可以增加磁盘遗失的光量,从而提升整体性能。他们还想要通过可实现光的往返的构建光波导与光机械磁盘结合构成一个使得这种设备更为实用化整体设备。


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