代爾夫特理工大學的物理學家通過首次結合兩種諾貝爾獎獲得者的方法，在微芯片上開發了一種新技術。該微芯片能夠準確測量材料中的距離，這可能在水下測量和醫學成像等領域有所應用。

這項新技術利用了聲音振動而不是光，可用於在不透明的材料中獲得高精度的位置測量。這一突破可能會導致開發出監測地球氣候和人類健康的新方法。這些發現已經發表在《自然通訊》雜誌上。

簡單和低功耗的技術

該微芯片主要由一個薄的陶瓷片組成，其形狀像一個蹦床。這個蹦床上有孔，以加強其與激光的互動，其厚度比頭髮的厚度小1000倍左右。作為Richard Norte實驗室的前博士生，Matthijs de Jong研究了這些小蹦床，想知道如果將一束簡單的激光對準它們會發生什麼。蹦床的表面開始劇烈振動。通過測量來自振動表面的反射激光，研究小組注意到一種他們以前沒有見過的梳子形狀的振動模式。他們意識到，蹦床的梳子狀特徵可作為精確測量距離的標尺。

這項新技術可用於使用聲波測量材料的位置。它的特別之處在於，它不需要任何精密的硬件，因此很容易生產。”它只需要插入激光而不需要其他東西。不需要復雜的反饋迴路，也不需要調整某些參數來使我們的技術正常運行。這使得它成為一種非常簡單和低功率的技術，更容易在微芯片上實現微型化”，Norte說。”鑑於這些微芯片傳感器的小尺寸，我們真的可以把它們放在任何地方”。

獨特的組合

這項新技術是基於兩項不相關的諾貝爾獎獲獎技術，即光學誘捕和頻率梳。Norte表示：”有趣的是，這兩個概念通常都與光有關，但這些領域並沒有任何真正的重疊。我們獨特地將它們結合起來，創造了一種基於聲波的易於使用的微芯片技術。這種易用性可能對我們如何測量我們周圍的世界產生重大影響”。

泛音

當研究人員將一束激光對準小小的蹦床時，他們意識到激光對它施加的力在蹦床膜中產生了泛音振動。”這些力被稱為光學陷阱，因為它們可以用光把粒子困在一個地方。這項技術在2018年獲得了諾貝爾獎，它使我們能夠極其精確地操縱甚至最小的粒子，”Norte解釋說。”你可以把蹦床中的泛音比作小提琴的特定音符。小提琴產生的音符或頻率取決於你將手指放在弦上的位置。如果你只非常輕地接觸琴弦，並用琴弓演奏，就可以創造出泛音：一系列頻率較高的音符。在我們的案例中，激光既是軟觸摸，又是弓，在蹦床膜上誘發泛音振動。”

銜接兩個突破性領域

“光學頻率梳被用於世界各地的實驗室，用於非常精確的時間測量，以及測量距離，”Norte說。”它們對一般的測量非常重要，其發明在2005年被授予諾貝爾獎。我們做了一個聲學版本的頻率梳，由膜中的聲音振動而不是光製成。例如，聲學頻率梳可以在不透明的材料中進行位置測量，振動可以比光波更好地傳播。例如，這項技術可用於監測地球氣候的水下精密測量，用於醫學成像，以及用於量子技術的應用”。