
Le capteur reconfigurable peut détecter des particules 0,001 fois la longueur d’onde de la lumière
Le système de détection EP accordable et reconfigurable fonctionne sur un seul résonateur plasmonique. Cette illustration schématique montre un capteur conventionnel (à gauche, mode onde stationnaire) en l’absence de perturbations et le capteur EP du second ordre (à droite, mode onde progressive) avec deux diffuseurs Rayleigh à déplacement dynamique. Crédit : Nexus photonique avancé (2024). DOI : 10.1117/1.APN.3.5.056004
Ces dernières années, les progrès de la photonique et de la science des matériaux ont conduit à des avancées remarquables dans la technologie des capteurs, repoussant les limites de ce qui peut être détecté et mesuré. Parmi ces innovations, la physique non hermitienne est devenue un domaine de recherche crucial, offrant de nouvelles façons de manipuler la lumière et d’améliorer la sensibilité des capteurs.
Une étude récente publiée dans Nexus photonique avancé rapporte une avancée dans ce domaine, en présentant un nouveau type de capteur qui exploite les points exceptionnels (EP) pour atteindre des niveaux de sensibilité sans précédent.
Cette étude présente un capteur hautement sensible et reconfigurable basé sur un résonateur unique de plasmon de surface localisé (LSP). Les points exceptionnels sont des singularités spectrales uniques où convergent les valeurs propres et leurs vecteurs propres correspondants, augmentant considérablement la sensibilité des capteurs optiques.
Les capteurs traditionnels basés sur des EP, tels que les microtoroïdes à mode galerie chuchotée (WGM), ont démontré une sensibilité accrue par rapport aux capteurs conventionnels. Cependant, ces capteurs sont confrontés à des limites : leurs EP sont fixés après fabrication, ce qui rend les ajustements précis difficiles, et ils fonctionnent souvent dans une plage de fréquences étroite, peinant à détecter de très petites particules en raison des contraintes de force de perturbation et d’efficacité d’excitation.
La nouvelle conception du capteur répond à ces problèmes en intégrant des résonateurs LSP falsifiés, qui simulent le comportement des plasmons de surface localisés et offrent une plus grande flexibilité. Suspendue au-dessus d’une ligne microruban et associée à deux diffuseurs Rayleigh mobiles, cette configuration permet une reconfiguration dynamique des états EP sur une large gamme de fréquences. Cette adaptabilité rend le capteur plus résistant aux imperfections de fabrication et améliore sa capacité à détecter des particules extrêmement petites.
Les principales caractéristiques du nouveau capteur sont les suivantes :
- Reconfigurabilité : les diffuseurs Rayleigh réglables permettent la formation et la reconfiguration dynamiques des EP, améliorant ainsi la précision et la flexibilité du capteur.
- Force de perturbation améliorée : le confinement des champs électromagnétiques à la surface du résonateur augmente considérablement la sensibilité aux perturbations des particules environnantes.
- Excitation en mode multipolaire : la conception prend en charge divers modes de résonance plasmonique, élargissant la bande passante opérationnelle et la plage de détection du capteur.
Cette avancée représente un bond en avant significatif dans la technologie des capteurs, offrant une sensibilité exceptionnelle pour détecter des particules aussi petites que 0,001 fois la longueur d’onde de la lumière et ouvrant de nouvelles possibilités d’applications dans la recherche scientifique et l’industrie.
Plus d’informations :
Yaoran Zhang et al., Détection ponctuelle exceptionnelle reconfigurable avec une sensibilité de 0,001λ utilisant des plasmons de surface localisés par falsification, Nexus photonique avancé (2024). DOI : 10.1117/1.APN.3.5.056004
Citation: Un capteur reconfigurable peut détecter des particules 0,001 fois la longueur d’onde de la lumière (2024, 27 août) récupéré le 27 août 2024 à partir de
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