离子束探测光学谐振器

2015-12-28 10:55

　　研究人员发现，可以通过离子束对微型光学谐振器的性能进行精巧的测量和调节，这一发现将有助于改进在传感和量子计算领域应用的孔洞的生产。

　　美国国家标准与技术研究所（NIST）研究人员利用半径为50纳米的锂离子诱导硅微谐振器表面变形,并通过光学共振波长的变化检测这些变形。

　　物理学家Vladimir Aksyuk表示：“我们通过集中在谐振器表面不同位置的离子束测量出振动模式，并记录振动的变化。如果振动变化很大，说明干扰作用非常明显。如果振动变化很小，说明干扰没有任何影响。”

　　通过离子束，研究人员能够改变谐振器的基调，并能协调两个谐振器的振动质量；通过现有的生产方法实现这种调节几乎是是不可能的，但是这种调节在单光子量子信息处理等应用中又是必不可少的。

　　Aksyuk指出，由于锂离子的低质量特性，使得它能够在该应用中大放异彩。

　　可视化光学谐振模式可以帮助科学家完善微谐振器技术，如用于检测生物分子和单个原子的传感器等。

　　光学近场延伸至谐振器外能让它们对环境变化高度敏感。任何近场干扰，例如杂散分子或原子，将会以一种探测性方式影响谐振器内部的光束；类似通过触摸来改变振铃的声音、音调或者完全停止它的振动。

　　目前，微谐振器的振动特性是通过针状近场光学探针进行测量的。而使用探针面临的问题是，在探针足够接近近场表面以获得高分辨率图像前，就已经对近场形成了强烈的干扰。而离子束能够在对近场没有任何干扰的前提下形成高分辨率图像。

　　同时，对锂离子与微谐振器硅晶格相互作用的研究可以为锂离子电池和半导体行业提供启示。（文/Oscar译）

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