當科學研究深入（rù）到納米領域，由於目標（biāo）太小難以精確計量，會讓實驗變得難以控製。日前，美國華盛頓大學科學家開發出一種比針（zhēn）尖還要小的環形（xíng）激（jī）光傳感器 ，能精確探測單個病毒、形成（chéng）雲的（de）微塵顆粒以及空氣中（zhōng）的汙染物。改變傳感器（qì）中的“增益介質”，還能用於探測水中甚至血液中的微（wēi）粒。該研究發表在6月26日（rì）的《自然·納米技術》網站上。

回音廊式激光傳感器

這種（zhǒng）微型激光（guāng）傳感器屬（shǔ）於一種回音廊（láng）式共振傳感器，由矽玻璃製造。工作原理就像英國聖保羅大教堂裏著（zhe）名的回音廊，一邊的人對著廊壁說話（huà），另一邊（biān）的人就能聽到。但與回音廊不同的是，這種傳感器共振的不是聲波（bō）而是光波。

原理

激光器（qì）由底（dǐ）座支起一個“頻率衰減模”(環路中激（jī）光發射的模（mó）式或形狀)，兩束激光以相同頻率、相反方向圍繞環形光路傳播。模場中有（yǒu）一個“短暫尾跡”透過環表麵，探測著周邊環繞的介質。當一個微（wēi）粒（lì）落在激光環上，就會使一個光模中的（de）能量分散到另一個光（guāng）模中，從（cóng）而使兩個光（guāng）模的共振頻率略有不同，使光模發生分裂，一束激光就分裂為頻率不同的兩束，將它們導入（rù）光電探測器，會由於頻率（lǜ）的不（bú）同而產生一種“打擊頻率”，從而分別測（cè）得兩束激光的（de）頻率。

過程

“由於微型傳感激光器是用溶（róng）膠的方法在矽晶片生產，增益（yì）介（jiè）質很（hěn）容（róng）易改變（biàn），所以能大量（liàng）生產。”論（lùn）文第一（yī）作（zuò）者（zhě）、華（huá）盛（shèng）頓大學聖路易（yì）斯分校電學與係統工程係研究生何麗娜(音譯)說，“人們可以選擇性地混合稀土離子，加入四乙（yǐ）氧基矽烷溶液、水或（huò）鹽酸（suān），加熱它們直到變得黏稠，然後旋轉覆蓋在矽晶片上，退（tuì）火後清除溶劑，就形成了完整的非結晶玻璃。再用蝕刻（kè）方法把薄（báo）薄的玻璃膜製成矽光盤，在下麵用矽柱支撐。最後，通過激光退（tuì）火處理，使粗糙的矽光盤變成光（guāng）滑的環形共（gòng）振腔。”

主動共振勝於被動

在早期的研究（jiū）中，研（yán）究小組用普通的玻（bō）璃環作為波導，實驗（yàn）模（mó）分裂，並使入射光獲得增益。但這種環（huán）路是被動的，外部（bù）激光必須用昂貴的可（kě）調激光，才能涵蓋檢測（cè）模分裂所要求的頻率範圍。