可用于纳米尺度环境变化检测的超精度芯片级传感器

　　可用于纳米尺度环境变化检测的超精度芯片级传感器。芯片级的高精度的物理量测量，如温度、压力和折射率等，已成为纳米光子学和纳米等离子体共振腔常见的测量方式。

　　谐振腔作为将局部折射率的微小变化转化为可测量的光谱位移的优良换能器，在生物传感和压力计、原子光谱和分子光谱等学科中得到了广泛的应用.。芯片级微环和微盘谐振器（MRR）由于其小型化、设计制造相对容易且高质量，它们的传递函数优化的通用性等特点得到了广泛的应用。这样的共振传感器的工作原理是基于对谐振器受到周边微小变化而产生的光谱依赖性的检测（例如，不同类型的原子和分子气体、压力、温度）。然而，尽管有几个重要的成就，这种光学传感器仍然是有局限的，他们的表现，其小型化是极具挑战性的。现在，来自耶路撒冷希伯来大学的一个研究小组已经证明能够实现在前所未有的小型芯片传感器上检测频率的变化。该方法包括两个级联微环谐振器，一个作为传感装置和另外一个作为参考装置，从而消除环境和系统的波动如温度和激光频率等影响。

　　“在这里，我们展示了一个创纪录的小尺寸上的高测量精度，为实现标准的CMOS工艺集成装置，铺平了道路，可用于令人兴奋的一些测量情形，如单粒子检测和高精度芯片级别的测温，”Uriel Levy教授说，他是耶路撒冷希伯来大学Harvey M. Krueger Family Center纳米科学和纳米技术中心的主任，并且是瑞秋和塞利姆贝宁学校计算机科学与工程学院应用物理系的成员。其中的创新，使这一发展可能实现芯片规模的集成参考测量，和利用伺服回路锁定方案，将测量效果从光域转换至射频域。这些使研究人员可利用成熟的射频技术，如频率计数器、频谱分析仪和原子标准，量化他们系统的能力。