激光器由底座支起一个“频率衰减模”(环路中激光发射的模式或形状),两束激光以相同频率、相反方向围绕环形光路传播 。模场中有一个“短暂尾迹”透过环表面,探测着周边环绕的介质 。当一个微粒落在激光环上,就会使一个光模中的能量分散到另一个光模中,从而使两个光模的共振频率略有不同 , 使光模发生分裂,一束激光就分裂为频率不同的两束,将它们导入光电探测器,会由于频率的不同而产生一种“打击频率”,从而分别测得两束激光的频率 。
“由于微型传感激光器是用溶胶的方法在硅晶片生产,增益介质很容易改变,所以能大量生产 。”论文第一作者、华盛顿大学圣路易斯分校电学与系统工程系研究生何丽娜(音译)说 , “人们可以选择性地混合稀土离子,加入四乙氧基硅烷溶液、水或盐酸,加热它们直到变得黏稠,然后旋转覆盖在硅晶片上,退火后清除溶剂 , 就形成了完整的非结晶玻璃 。再用蚀刻方法把薄薄的玻璃膜制成硅光盘,在下面用硅柱支撑 。最后,通过激光退火处理,使粗糙的硅光盘变成光滑的环形共振腔 。”
杨兰表示,这种传感激光器有望商业化,广泛用于从生物到航空科学各个领域 。近期内可能用于监控环境中粒子的动态行为、单纯粒子浓度变化等 。下一步将通过改进微激光器的光路和增益介质,用来探测DNA和单个生物分子
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