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上海微系统所实现片上亚纳米量级的超灵敏位移

发布日期:2021-10-12 18:10

  作为国家在科学技术方面的最高学术机构和全国自然科学与高新技术的综合研究与发展中心,建院以来,中国科学院时刻牢记使命,与科学共进,与祖国同行,以国家富强、人民幸福为己任,人才辈出,硕果累累,为我国科技进步、经济社会发展和国家安全做出了不可替代的重要贡献。更多简介 +

  中国科学技术大学(简称“中科大”)于1958年由中国科学院创建于北京,1970年学校迁至安徽省合肥市。中科大坚持“全院办校、所系结合”的办学方针,是一所以前沿科学和高新技术为主、兼有特色管理与人文学科的研究型大学。

  中国科学院大学(简称“国科大”)始建于1978年,其前身为中国科学院研究生院,2012年更名为中国科学院大学。国科大实行“科教融合”的办学体制,与中国科学院直属研究机构在管理体制、师资队伍、培养体系、科研工作等方面共有、共治、共享、共赢,是一所以研究生教育为主的独具特色的研究型大学。

  上海科技大学(简称“上科大”),由上海市人民政府与中国科学院共同举办、共同建设,2013年经教育部正式批准。上科大秉持“服务国家发展战略,培养创新创业人才”的办学方针,实现科技与教育、科教与产业、科教与创业的融合,是一所小规模、高水平、国际化的研究型、创新型大学。

  近日,中国科学院上海微系统所信息功能与材料国家重点实验室硅光子课题组研究员武爱民团队、深圳大学教授袁小聪、杜路平团队及英国伦敦国王学院教授AnatolyV. Zayats课题组合作,在硅衬底上提出了基于布洛赫表面光场的非对称传输特性实现超灵敏位移测量的方法,并实现了亚纳米级的位移传感。相关研究成果发表在Nanoscale上,并被选为当期封面文章。

  光学手段为精密位移测量提供了非接触的方案,可实现高灵敏度、高分辨率的位移检测,在纳米尺度位移传感、半导体技术及量子技术等领域具有重要应用。目前广泛应用的激光干涉法具有非接触和精度高的特点,然而,其对激光波长的稳定性要求高且严重依赖光学器件和光学路径,难以满足光学系统集成化和轻量化的发展需求。

  布洛赫表面波产生于多层介质膜与周围环境的界面处,具有低损耗,宽色散域,高定向性和CMOS兼容等优势。该研究基于硅基衬底,利用不对称狭缝形成纳米天线调控布洛赫表面波,实现了布洛赫表面光场的非对称传输,布洛赫表面波的不对称光场对纳米天线和入射高斯光场的相对位置具有超灵敏的依赖作用,通过对其远场表征就可以获得精确到亚纳米量级灵敏度的位移传感。该工作利用纳米尺度的狭缝实现了布洛赫表面波的非对称传输,通过连续改变光与狭缝的相对位置,在实验上实现了对于位移的精确测量,灵敏度可达0.12 nm-1,分辨率和量程达到8 nm和300 nm。该研究为纳米测量及超分辨显微提供了新的物理原理,并为超灵敏的位移测量提供了精巧的微型化方案。

  近日,中国科学院上海微系统所信息功能与材料国家重点实验室硅光子课题组研究员武爱民团队、深圳大学教授袁小聪、杜路平团队及英国伦敦国王学院教授Anatoly V. Zayats课题组合作,在硅衬底上提出了基于布洛赫表面光场的非对称传输特性实现超灵敏位移测量的方法,并实现了亚纳米级的位移传感。相关研究成果发表在Nanoscale上,ag8亚洲游戏国际平台。并被选为当期封面文章。

  光学手段为精密位移测量提供了非接触的方案,可实现高灵敏度、高分辨率的位移检测,在纳米尺度位移传感、半导体技术及量子技术等领域具有重要应用。目前广泛应用的激光干涉法具有非接触和精度高的特点,然而,其对激光波长的稳定性要求高且严重依赖光学器件和光学路径,难以满足光学系统集成化和轻量化的发展需求。

  布洛赫表面波产生于多层介质膜与周围环境的界面处,具有低损耗,宽色散域,高定向性和CMOS兼容等优势。该研究基于硅基衬底,利用不对称狭缝形成纳米天线调控布洛赫表面波,实现了布洛赫表面光场的非对称传输,布洛赫表面波的不对称光场对纳米天线和入射高斯光场的相对位置具有超灵敏的依赖作用,通过对其远场表征就可以获得精确到亚纳米量级灵敏度的位移传感。该工作利用纳米尺度的狭缝实现了布洛赫表面波的非对称传输,通过连续改变光与狭缝的相对位置,在实验上实现了对于位移的精确测量,灵敏度可达0.12 nm-1,分辨率和量程达到8 nm和300 nm。该研究为纳米测量及超分辨显微提供了新的物理原理,并为超灵敏的位移测量提供了精巧的微型化方案。