光學機械設備使用的光進行運動的檢測。它們可以被用作低功耗，高效率的積木式加速度計，可用于檢測智能手機的方向和運動以及在事故的幾分之秒內觸發(fā)汽車的安全氣囊?？茖W家們正在努力使這些設備小型化，對于運動、受力和震動更敏感。
識別最小的運動情形需要非常高水平的光波之間的相互作用或耦合，以用于檢測，其中機械波是綁定到運動中的。在光學學會的《光學快報》雜志中，巴西坎皮納斯大學的相關研究人員報告說，他們新的靶心磁盤設計所達到的耦合效率，實現(xiàn)了與最好的基于實驗室的光學機械設備的報告相匹配。
而最先進的機械設備所使用的并不是能廣泛使用的設備，這種新型的靶心磁盤設備是由一個標準的用于制造互補金屬氧化物半導體（CMOS）芯片制造相同的工藝鑄造廠制作的，后者則用于大多數(shù)數(shù)碼相機。
“因為這種設備是由商業(yè)CMOS代工制造工藝進行制造，那么世界上的任何一組制造設備都可以復制它，” Thiago P. Mayer Alegre說，他是研究小組的領導者。“如果有數(shù)千人制造，他們都會以同樣的方式執(zhí)行，因為我們使這種設備能夠適應鑄造廠的制造工藝。相比利用專門的內部制造技術制造這些設備，這種CMOS的制造工藝也更便宜和更快。”
使光和運動相結合
大多數(shù)機械設備使用相同的機制來限制光和機械波在材料中，實現(xiàn)波的相互作用。然而，這種方法會限制光學器件的性能，只因為只有某些材料才能夠很好地在有限的光和機械運動情況下工作。
“一旦你打破光和力學的約束規(guī)則，你可以使用任何類型的材料，”Alegre說。“它也使得有可能獨立地進行設備的調整，使其工作在某些特定的光的頻率或機械波頻率處。”
研究人員創(chuàng)建了一個24微米寬的硅圓盤，利用不同的機制限制光和機械波。光被限制在設備內進行反射，這導致光在磁盤邊緣的反彈，并圍繞在一個圓形環(huán)的外面部分。研究人員給硅盤加圓，形成一個靶心的外觀，即定位機械運動的外環(huán)，它可以與光相互作用。磁盤由一個允許磁盤移動的中心基座支持.。
“徑向圓環(huán)曾在其它設備中被用來限制光波，但我們把這種方法應用到了機械波中，”Alegre說。“我們的光學機械裝置是第一個使用這種徑向圓環(huán)用于機械和光學波的耦合。”
該硅盤的設計的靈活性意味著它可不僅僅是用來感知運動。例如，用激光材料制造磁盤可以產(chǎn)生一個由運動控制的脈沖或功率水平的激光器。該器件也可用于使非常小和高頻率的光調制器的電信領域的應用。
研究人員正在進一步完善其裝置的設計，并利用更好的CMOS代工制造流程進行設備的制造。這樣可以減少磁盤丟失的光量，從而提高整體性能。他們還想通過可實現(xiàn)光的來回的集成光波導與光機械磁盤相結合形成一個使得這種設備更加實用化整體設備。
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