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- 環(huán)形激光傳感器介紹
- 來源：賽斯維傳感器網(wǎng) 發(fā)表于 2013/1/31
當(dāng)科學(xué)研究深入到納米領(lǐng)域，由于目標(biāo)太小難以精確計(jì)量，會(huì)讓實(shí)驗(yàn)變得難以控制。日前，美國華盛頓大學(xué)科學(xué)家開發(fā)出一種比針尖還要小的環(huán)形激光傳感器，能精確探測單個(gè)病毒、形成云的微塵顆粒以及空氣中的污染物。改變傳感器中的增益介質(zhì)，還能用于探測水中甚至血液中的微粒。
這種微型激光傳感器屬于一種回音廊式共振傳感器，由硅玻璃制造。工作原理就像英國圣保羅大教堂里著名的回音廊，一邊的人對(duì)著廊壁說話，另一邊的人就能聽到。但與回音廊不同的是，這種傳感器共振的不是聲波而是光波。
激光器由底座支起一個(gè)“頻率衰減�！�(環(huán)路中激光發(fā)射的模式或形狀)，兩束激光以相同頻率、相反方向圍繞環(huán)形光路傳播。模場中有一個(gè)“短暫尾跡”透過環(huán)表面，探測著周邊環(huán)繞的介質(zhì)。當(dāng)一個(gè)微粒落在激光環(huán)上，就會(huì)使一個(gè)光模中的能量分散到另一個(gè)光模中，從而使兩個(gè)光模的共振頻率略有不同，使光模發(fā)生分裂，一束激光就分裂為頻率不同的兩束，將它們導(dǎo)入光電探測器，會(huì)由于頻率的不同而產(chǎn)生一種“打擊頻率”，從而分別測得兩束激光的頻率。
激光傳感器是通過“共振場”把微粒捕獲到共振器上，一旦微粒落到激光環(huán)上就很難落下來。當(dāng)微粒太多時(shí)，激光線寬就會(huì)變得模糊，最終導(dǎo)致無法探測到新分裂的頻率變化�！爱�(dāng)線寬和分裂變化相當(dāng)時(shí)，就不能再測了，如果需要你可以換一個(gè)來用�！睏钐m說。以金粒子為例，同一個(gè)激光器模能探測到816個(gè)金納米粒子。
微激光器能同時(shí)支持多個(gè)光模。用兩個(gè)光模重疊檢測能生成兩個(gè)打擊頻率，能預(yù)防探測中的“疏忽”，確保每個(gè)微粒都能產(chǎn)生可探測的打擊頻率。
改變微激光器的增益介質(zhì)，能感測不同介質(zhì)中的微粒，研究小組正在研究利用增強(qiáng)微激光的敏感性來解決多種問題。如感測空氣中微粒的用鉺元素(一種稀土元素)來摻雜，其光學(xué)屬性與空氣正好符合。感測水中微粒的用鐿元素來摻雜，水對(duì)鐿發(fā)出的激光波長吸收率很低。最終還將用于檢測血液中微粒的數(shù)量。
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