介电微球是一种具有共振特性的光学结构,这意味着它们可以用来选择入射光束光谱中非常窄的波长,用于进一步的操作和处理。微球的光学共振通常被称为形态学共振(MDRs)或低语画廊模式(WGMs)。美国国家航空航天局格伦研究中心的创新者们已经开发出一种方法,通过在球面谐振器中使用wgm来分离在光纤中传播的低阶模态。异乎寻常的高质量因子(q因子)可以通过将光侧向耦合到介电球中来实现,从而使测量灵敏度可能远远超过那些更传统的传感器。低语画廊模式对环境条件的高灵敏度和它们的小尺寸使它们成为各种传感器的良好候选。

格伦研究中心低语画廊模式的高灵敏度使它们成为广泛传感器的良好候选。

NASA格伦的低语画廊模式使在球体或其他革命体中利用形态依赖的共振的新方法成为可能。在这项创新中,入射光在到达目的地之前被控制。这种操作可以通过改变波导的几何形状或物理性质,或者改变光本身的参数来实现。通过改变引入到包含光纤和作为光谐振器的旋转体的系统中的光的偏振度,可以选择不同的传输模式耦合到光谐振腔中。选择引入光纤的光的参数(与光学谐振腔相邻)会产生传输模式的变化,这种传输模式被允许耦合到球面上,作为一种依赖于形态的共振。

的好处

这种技术包括它的小尺寸——典型的球体尺寸在100到1000微米范围内,大量不同类型的传感器可以装在一个小体积内。此外,独特的光纤耦合方法允许在单一光纤上开发具有多个球体的分布式传感器。异常高的q因子提供非常高的灵敏度;q值可以达到109。

这是一项需要进一步开发的早期技术。格伦欢迎共同发展的机会。潜在的应用包括航空航天飞行器控制传感器、健康和性能监测传感器、光通信传感器和生物传感器。

美国宇航局正在积极寻求这项技术的商业化许可。请与技术转移办公室联系此电子邮件地址正在受到垃圾邮件程序的保护。您需要启用JavaScript来查看它。启动许可讨论。更多信息请点击以下链接:在这里


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本文首次发表于2017年5月号NASA技金宝搏官网术简介杂志。

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