代尔夫特理工大学的物理学家首次将两项获得诺贝尔奖的技术结合起来,在微芯片上构建了一项新技术。这种微芯片可以高精度地测量材料中的距离,例如在水下或用于医学成像。由于该技术使用声音振动而不是光,因此可用于不透明材料的高精度位置测量。这项研究现已发表在Nature Communications上。
大部分的微芯片由一个薄的陶瓷片组成,呈薄膜状。这种薄膜有孔,以加强其与激光的互动,其厚度比头发的厚度小1000倍左右。作为Richard Norte实验室的前博士生,Matthijs de Jong研究了这些小薄膜,以了解如果有一束简单的激光对准它们会发生什么。薄膜的表面开始剧烈振动。通过测量来自振动表面的反射激光,研究小组看到了他们之前没有看到过的梳状振动模式。他们意识到,薄膜的梳状振动就像一把尺子,可以准确测量距离。
这项新技术可用于使用声波测量材料的位置。它的特别之处在于,它不需要精密设备,因此很容易生产。
"它所需要的只是一个激光器,而没有其他东西。不需要复杂的反馈回路,也不需要调整任何特定的参数就能使我们的技术正常工作。这使得它成为一项非常简单和低功耗的技术,更容易小型化到微芯片上,"Norte说。"我们真的可以将这些微芯片传感器放在任何地方。"
这项新技术是基于两个不相关的诺贝尔奖获奖技术,即所谓的光学诱捕和频率梳理激光(frequency comb)。Norte表示:"有趣的是,这两个概念通常都是与光打交道,尽管这些领域并没有真正重叠。我们以一种独特的方式将它们结合起来,在声波的基础上建立了一种用户友好的微芯片技术。这种易用性可能对我们测量周围世界的方式产生重要影响"。