פיתוח מערכות אלקטרו-אופטימומיות לשיפור יכולת החישה

מערכות אלקטרו-אופטימיות מייצגות מעמד של מכשירים היברידיים הרתמים את הממשק בין דומיינים חשמליים, אופטיים ומכניים להשגת יכולות רגישות הרבה מעבר לחיישנים חד-מימדים קונבנציונליים.על ידי הפיכה של חללים אופטיים עם מחזרים מכניים ושילוב של רכיבי רנסטציה חשמליים, מערכות אלה מאפשרות זיהוי של כוחות, עקירה, המונים ושדות או ליד הגבול הקוונטי במהלך העשור האחרון, התקדמות מהירה, חומרים אלקטרו-מדומים אלה, חומרים בקרה כימית, חומרים אלה, בקרה מדעית מקיפה, בקרה מדעית, מקיפים, ואפקטים-מדומים, חומרים אלה, מקיפים של בקרה כימית, מקיפים של חומרים דחיסות-מדומים, דחיסות-מדומים, עם חומרים כימיים, חומרים אלה, חומרים אלה, מקיפים של בקרה כימית, , , דחיסות-מדומים, , דחיסות-מדומים, חומרים סביבתיים, עם חומרים אלה, חומרים אלה, עם חומרים מדויקים-מדומים, חומרים מדויקים-מחדשניים-מחדשניים-מחדשניים-מחדשניים, חומרים אלה, עם חומרים אלה, חומרים מדויקים-מחדשניים-מחדשניים-מחדשניים-מחדשניים-מחדשניים-מחדשניים

עקרונות של אלקטרו-אופטימומניקה

בלב של מערכת אלקטרו-אופטימית שוכנת מהדהד מכני – באופן קטי כלום, membrane או microdisk – אשר רוטט בתגובה לגירויים חיצוניים כגון כוח, האצה או טעינה המונית.התנועה המכנית היא במקביל לממשק אופטי (למשל, פאב-Pé או לחישה) דרך גירוי מכני, אשר מאפשר לו לעבור שינוי חשמלי נמוך (או רפוינציה חשמלית) באמצעות cacivate) או מכווץ חשמלי (מטור חשמלי (בדרך כלל) דרך גירוי חשמלי).

(הופנה מהדף ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

שילובים ואדריכלות

מערכות אלקטרו-אופטימומאניות בנויות מחבילה של רכיבים מהונדסים בקפידה.כאן אנו מתארים את אבני הבניין הראשי ותפקידיהם.

רקטורים מכניים

ממריצים מכניים נעים בין micron-scale cantilevers ו-bley-clamped beams to nanoscale מחרוזתs ו- תוף. החלטות חומריות כוללות סיליקון יחיד-קריסטל (SiN), יהלום, ו- III-V Semiconductors. High-stress SiN membranes הם פופולריים במיוחד בשל גורמים מכניים יוצאי דופן שלהם, אשר יכול לעלות על פני טמפרטורה.

תכונות אופטיות

חללים אופטיים משפרים את האינטראקציה בין אור לבין האלמנט המכאני.אדריכלות המשותפת כוללת:

[[1924]]]]]] [[1924]]]]]]]]]] [[1924]]]]]]]]]] [[1924]]]]]]]]]] [[1924]]]]]]]]]] [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]
(FLT:0Whispering-gallery Mode (WGM) מיקרו-רגולטורים של 1 (מיקרוטוראידים, מיקרוספרים, או מיקרו-דיסקים) שבו אור מתפשט לאורך זוגות היקפיים ונצנצנוניים לרכיב מכני סמוך.
(ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

ה-FLT:0 (FLT:0) {\displaystyle \ Finesse (החלים האופטיים:0;0)} ,(FLT:103) משפיעים ישירות על הרגישות; חללי המדינה- of-of-the-art להשיג קנסות מעל 105, בתרגום לרגישויות מ עקירה מתחת לגיל 10–18 מ'/ ⁇ .

טבלאות חשמל

רכיבים חשמליים מספקים הפעלה וקריאה. Capacitive Transducers (interדיגיטליים אלקטרודות, הצלחות מקבילות) נפוצים עבור גילוי עקירה נמוך. pazelectric שכבות (למשל, AlN, PZT) המשולבים לתוך המחודש מאפשר הפעלה יעילה ועומסים.על מוליכים מעגלים הם גם מועסקים כדי להשיג אפקט כפול באמצעות תצורה מוגבלת באמצעות תצורה של מגנטית יכול להיות מופעלת או מופעלת (PT) כדי להתנגשות מגנטית (מחדש) כדי לשרירים פתוחים.

תוצאות חיפוש ב Sensing Performance

בשנים האחרונות היו עדים אבני דרך מדהימות.חוקרים הוכיחו רגישות כוח טוב יותר מ 10-20 N / ⁇ Hz באמצעות SiN nanobeams בטמפרטורות Cryogenic, עלה על הגבול הקוונטי הסטנדרטי באמצעות טכניקות evasion של פעולה אחורית. Mass sensing הגיע Zeptogram (10-21 g) משטר, המאפשר זיהוי של חלבונים בודדים או חלקיקים.

התפתחות מרגשת במיוחד היא השימוש בשקיפות המושרה באופן מפוטבולית (OMIT)FLT:1 כדי להבין קווי עיכוב איטיים וטננופול, אשר ניתן לרתום עבור חישה בין-פרומטרית מוגברת.בנוסף, השילוב של קריאה אופטית וחשמלית במכשיר יחיד - כך שנקרא "אלקטרונית-אופטרו-אופטימית" - אפשרה בסביבות אופטיות (אוקס) על ידי שימוש בתחנות אופטיות).

יישומים

רפואת שיניים וביולוגיה

חיישנים אלקטרו-אופטימיים מציעים רגישות יוצאת דופן עבור אבחון ביולוגי.ממני מכני פונקציונלי עם נוגדנים או aptamers יכול לזהות עותקים בודדים של ביומרקרים בזמן אמת, עם פוטנציאל לאבחון סרטן בשלב מוקדם או ניטור עומס ויראלי. פלטפורמות אופטימולוגיות שימשו למדידת כוחות שנוצרו על ידי מנועים מולקולריים (למשל, kines, myosin) ולימוד דינמיקות דם נמוך של הראייה של הראייה של טיפולית ZCC-püric-püric) יש השפעה נמוכה של חומרים אופטית (Dic) עבור שבבים (Dicial) ו-Creliial תגובה נמוכה של טיפולית תגובה) עבור טיפולית תגובה נמוכה של טיפולית של טיפולית של טיפולית של טיפולית (Dicial תגובה אחת של מנועים) ו-pemer לחץ דם נמוך של טיפולית (Dicial תגובה אחת של טיפולית (למשל, כלומר, עבור שבבים (למשל, כלומר, עבור שבבים) ו-pvicial תגובה נמוכה של טיפולית תגובה עבור שבבים (לדוגמה, עבור שבבים של טיפול עצמי) עבור טיפול עצמי) עבור טיפול עצמי) עבור טיפול עצמי) ו-pvacter לחץ דם נמוך של טיפול עצמי: סיליקון טיפולית מופעלתיקים (D

פיקוח סביבתי

למערכות אלקטרו-אופטמומאניות יכולות לזהות שינויים קלים בטמפרטורה, בלחץ, לחות, והרכב כימי.מדן מבוסס 0omechanical לחץ חיישנים השיגו פתרון תת-פא, שימושי למדע אטמוספרי ואבחון ואקום.ספקטרוסקופיה של ספיגה אינפומניזם באמצעות גלאי אופטימניקים מדווחים - שבו האלמנט המכאני פועל כמטר רגיש - לזיהוי של גזים בתדרים ב-FR-R-R-R-R-R-R-R-R-R-R-R-R-R-R-R-R-R-R-R-R-R-CDC-R-R-R-D-R-R-R-R-R-R-R-R-R-R-D-D-D-CDC-Climate-R-R-R-R-R-R-R-R-R-R-R-D-D-R-R-R-R-R-R-R-D-D-D-R-R-R-R-R-CDC-R-R-R-R-D-D-D-D-D-D-D-

מחקר פיזיקה

למערכות אלקטרו-אופטימומאניות הן כלים חזקים לבדיקת מכניקת הקוונטים וכוח הכבידה.הם שימשו ליצירת מצבים מקרוסקופיים של שרינגינגר-קט באוסלוטורים מכניים, לחפש חומר אפל (axions, photons מוסתרים), ולבחון את קריסת תפקוד הגל.אופטמכומניקה מאפשרת גם נית קוונטית בין מיקרוגל ופוטונים אופטיים, מרכיב מרכזי עבור רשתות אלקטרו-מולמיות קוונטיות של שני תאים:

אתגרים וכיוונים עתידיים

למרות התקדמות מהירה, כמה אתגרים נשארים. הרעש הירומלי הוא גורם מגביל בטמפרטורת החדר, הדורש קירור משוב מתקדם או הפעלה בסביבות Cryogenic. מרקם סובלנות עבור חללים אופטיים ו resonators מכני חייב להיות מואץ כדי להשיג תשואה גבוהה וכדאיות.שילוב של רכיבי אופטיים חשמליים על שבב יחיד - ללא הקרבה ביצועים - הוא תחום פעיל של מחקר, עם פלטפורמות כגון סיליקון (So-on-on-in) ו- Iulate) מבטיח ליקומחדש (So) ו- Iulate) ו- Iulate הבטחת ליב.

(הופנה מהדף [[1924]]]] [[1924]]]]]] [[1924]]]]]]]] [[1924]]]]]]]] [[1924]]]]]]]] [[1924]]]]]]]]]]]]]]]] [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]] [[1924]]]]]]]]]]]]]]]] [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]] [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]] [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]] [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]] [[1924]]]]]]]]]]]] [[1924]]]] [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]] [[1966]] [[1966]]]]]]]]]]]]]] [[1966]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]] [[[[1966]]]]]] [[[[1966]]]]]]]] [[1966]]]]]]]] [[1966]]]]]] [[[[1966]]]]]]]] [[[[1966]]]]]]]] [[1966]] [[1966]] [[[[[[1966]] [[19

מסקנה

מערכות אלקטרו-אופטימיות מתפתחות כפלטפורמה רבת-תכליתית ורבת עוצמה לחישה מוגברת על פני תחומים מרובים.על ידי מיזוג אלגנטי אופטי, מכני, וחשמלי של חופש, הם משיגים רגישות שמאתגרת את גבולות המדע המדידה.המשך החדשנות בחומרים, ייצור, ובקרת הקוונטים תביא ככל הנראה מערכות אלה מן המעבדה ליישומים אמיתיים, מה שמאפשר את כל מה-iPodsto-reme-remecexreme-reme-reme-reme-reme-reme-reme-remecremegic-a-reme-remecremegic-reme-remegs-reme-remecremecremecreme-remeto-remeto-remeto-remeto-a-a-a-a-remecremeto-remeto-remeto-remeto-ato-remeto-remeto-remeto-remecremecro-remeto-remeto-remeto-remecro-remeto-remeto-remeto-to-to-reme