Создан инновационный оптомеханический интерфейс

Ученые из университета Иллинойса в Урбана-Шампейн впервые построили мост между оптомеханикой и микрофлюидикой.

Бывали ли вы когда-нибудь в каком-либо помещении, возможно, старом соборе, где даже шепот усиливается и множится навязчивым эхом? Такое помещение называется «шепчущей галереей». Ученые применили подобные принципы в разработке оптомеханических датчиков, которые помогают раскрыть вибрационные тайны химических и биологических образцов в наномасштабе.

«Оптомеханика – инновационная область исследования, в которой для производства и управления высокочастотными механическими колебаниями микромасштабных и наномасштабных устройств используются чрезвычайно мелкие появляющиеся на свету силы, например, радиационное давление, сила градиента, электрострикция», пояснил доцент Гаурав Бал.

По словам Бала, эти небольшие оптические силы могут увеличиваться на порядки величин, что позволяет вести «беседу» между фотонами света и фононами вибрации. Такие устройства интересны для физики сжатого вещества, поскольку сильное сцепление фотона с фононом делает возможным проведение экспериментов, целью которых является хранение квантовой информации, и ультрачувствительные силовые измерения за границами стандартного квантового предела.

Исследователи разработали пустотное оптомеханическое устройство, сделанное из сплавленного кварцевого стекла, через которое могут течь флюиды и газы. Используя уникальное оптомеханическое взаимодействие под названием Бриллюэновская оптомеханика, ученые добились оптического возбуждения механического режима «шепчущей галереи» в феноменальном диапазоне охвата частот: от 2 до 11000 мегагерц.

«Эти механические колебания могут „шептать“ жидкостям в полом устройстве и обеспечивают оптическое считывание механических свойств», пояснил Бал.

Результаты опубликованы в издании Nature Communications.

10.06.2013