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埃因霍温科技大学研究人员开发出一种集成光学传感器
发表时间:2020-06-01 浏览:75

埃因霍温科技大学的研究人员已经开发出一种集成光学传感器,该光学传感器属于紧凑型光学传感器,能够提供更高的分辨率,可应用于包括激光和探测器的“实验室芯片”平台。埃因霍温技术大学表示,新的集成式紧凑型传感器专为片上传感而设计。

这项研究在《自然通讯》中有描述。
  埃因霍温的开发人员说:“基于光机械系统的光读出传感器,经常用于诸如原子力显微镜之类的传感应用中,通过测量悬臂的偏转反射的激光来产生亚纳米级的分辨率图像。但是,传统基于激光的方法(如AFM中的方法)的设备可能体积庞大,并伴随着对更低成本和更高分辨率的需求,驱使人们寻找替代方法。
  而随着纳米光学机械系统的发展,现在可以使用紧凑的光学传感器来测量纳米级的运动,力和质量。但限制因素是测量过程中需要应用的窄线宽可调谐激光器难以结合到这种纳米光学机械设备中。
  为了解决这个问题,TU/e光子集成研究所的刘天然,安德里亚·菲奥雷和他们的同事设计了一种新型的光机械设备,其分辨率为45飞米(45×10-15 m),测量时间仅为零点几分。一秒钟。开发人员补充说:“至关重要的是,该设备具有80 nm的超宽光学带宽,从而直接消除了对可调谐激光器的需求。”
  波导和大波长范围
  该传感器基于磷化铟硅膜平台,适用于包括无源组件,例如激光器或探测器。传感器本身由四个波导组成–两个波导悬挂在两个输出波导上方。

在驱动之前(向上)和之后(向下)通过方向耦合器的光

当将悬浮的波导推向InP膜上的输出波导时,输出波导所携带的相对信号量会发生变化。
  制造过程通过一系列光刻步骤来定义波导和悬臂,最终传感器由换能器,致动器和光电二极管组成。
  该传感器的主要优点之一是它可以在很大的波长范围内工作,从而消除了对设备上昂贵的激光器的需求。在悬臂挠度方面,该传感器还复制了传统但笨重的AFM中悬臂的分辨率。
  研究人员说,以这种新设备为基础,他们“计划开发集成在芯片上的整个纳米计量实验室,该实验室可用于半导体计量,并有助于设计下一代微芯片和纳米电子产品。”

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