(Phys.org)—Twee onafhankelijke teams die werkten aan onderzoek gericht op het verbeteren van optische waarneming, hebben technieken gebruikt waarbij twee of meer lichtmodi worden gekoppeld, zodat hun modi en de bijbehorende frequenties samenvloeien, wat resulteert in meer gevoeligheid. Bij de eerste poging een team van de Washington University in St. Lois en de Otto-von-Guericke University Magdeburg, in Duitsland, drie traditionele sensoren aangesloten voor een nauwkeurigere afstemming. Bij de tweede poging een team van de University of Central Florida en de Michigan Technological University gebruikte slechts één resonator, maar koppelde licht dat in beide richtingen eromheen reisde. Beide teams hebben artikelen gepubliceerd waarin hun inspanningen en resultaten worden beschreven in het tijdschrift Natuur . Mikael Rechtsman van de Pennsylvania State University biedt een artikel in News &Views waarin optische detectietechnieken en het werk van de twee teams in hetzelfde tijdschriftnummer worden geschetst.

Zoals Rechtsman opmerkt, optische sensoren worden gebruikt in een verscheidenheid aan toepassingen die gepaard gaan met zeer lichte mechanische trillingen of temperatuurveranderingen. Ze worden ook gebruikt bij het werken met nanodeeltjes of bij de analyse van biomoleculen. Al dergelijke sensoren hebben een enkel probleem, hun prestaties worden echter beperkt door de kracht van de verstoringen die worden bestudeerd. In deze nieuwe poging beide onderzoeksteams probeerden deze beperking te overwinnen door lichtmodi te koppelen, waardoor ze samenvloeien - dit gebeurt op plaatsen die 'uitzonderlijke punten' worden genoemd, " en ze komen alleen voor in wat bekend staat als Hermitische systemen. In dergelijke systemen, eerder onderzoek heeft uitgewezen, fotonenverlies is een hoofdkenmerk, in tegenstelling tot conventionele systemen waarin het tegenovergestelde waar is. In elk geval, het resultaat is een verhoogde gevoeligheid, die, natuurlijk, vertaalt naar meer precisie.

Bij de eerste poging de onderzoekers verbonden drie ringvormige sensoren aan elkaar en voegden vervolgens gouden verwarmingselementen eronder toe om de sensoren fijn af te stemmen en verstoringen na te bootsen. Bij de tweede poging de onderzoekers gebruikten slechts één ringvormige sensor, maar stuurden er tegelijkertijd licht omheen in beide richtingen (zowel met de klok mee als tegen de klok in) om samensmelting te veroorzaken. Vervolgens, ze gebruikten een fibertip om de sensor fijn af te stellen en een tweede tip om verstoringen te veroorzaken.

Beide technieken hebben een wisselwerking, Rechtsman merkt op, tussen fijnafstemming en gevoeligheid, en er blijft de vraag of een van beide of beide kunnen worden gewijzigd om nog hogere gevoeligheden te bereiken.

© 2017 Fys.org