这种微芯片可以高精度测量材料的距离。由于该技术使用声音振动而不是光,因此可以适用于不透明材料中的高精度位置测量。这可能会引领监测地球气候和人类健康的新技术。
这种微芯片主要由一块形状像蹦床的薄陶瓷片组成。这种“蹦床”上有孔CONTROL ENGINEERING China版权所有,以增强与激光的相互作用,其厚度是一根头发直径的千分之一。
研究人员发现,如果用普通的激光束对准这些“蹦床”,它们的表面会发生剧烈振动。
通过测量振动表面反射的激光,研究小组注意到一种梳状的振动模式,这是他们以前没有见过的。科学家意识到,“蹦床”的梳状特征可以作为精确测量距离的标尺。
这项新技术可以利用声波测量材料的位置。其特殊之处在于不需要任何精密硬件,因此易于生产。
“只需要插入一个激光器,而不需要其他任何东西——复杂的反馈回路或调整某些参数。这使其成为一种非常简单和低功耗的技术,更容易在微芯片上小型化。”论文通讯作者RichardNorte说CONTROL ENGINEERING China版权所有,“一旦得以实现,我们可以把这些微芯片传感器放在任何地方,因为它们体积很小。”
这项新技术基于两种不相关的诺贝尔奖获奖技术,即光学镊子和频率梳。“这两个概念通常都与光有关,但没有任何真正的重叠。我们将它们独特地结合在一起,创造了一种基于声波的易于使用的微芯片技术。这种易用性可能会对人们如何测量周围的世界产生重大影响。”Norte表示。
当研究人员将激光束对准微型“蹦床”时控制工程网版权所有,他们意识到激光施加在“蹦床”上的力会在“蹦床”膜上产生泛音振动。
Norte解释说:“这些力被称为光学镊子,因为它们可以利用光将粒子困在一个点上。这项技术在2018年获得了诺贝尔奖控制工程网版权所有,能使我们极其精确地操纵最小粒子。”
“而光学频率梳于2005年获得诺贝尔奖,在世界各地的实验室中被用于非常精确的时间测量和距离测量。”Norte说CONTROL ENGINEERING China版权所有,“我们制作了一个声学版本的频率梳,由膜中的声音振动代替光。声波频率梳在通过不透明材料时比光波传播得更好。”
作者表示控制工程网版权所有,这项技术可以用于水下精确测量、医学成像和量子技术等。