Un nuevo sensor puede detectar partículas 0,001 veces más pequeñas que la longitud de onda de la luz

Los avances recientes en la tecnología de sensores han superado los límites de lo que se puede detectar, gracias a los avances en la fotónica y la ciencia de los materiales.

Un área de investigación interesante es la física no hermitiana, que explora nuevas formas de controlar la luz y mejorar la sensibilidad de los sensores.

Un estudio publicado en Advanced Photonics Nexus revela un desarrollo innovador en este campo: un sensor reconfigurable que puede detectar partículas tan pequeñas como 0,001 veces la longitud de onda de la luz.

Este nuevo sensor se basa en un concepto conocido como puntos excepcionales (EP), que son condiciones especiales en un sistema donde se combinan ciertas propiedades, aumentando significativamente la sensibilidad de los sensores ópticos.

El estudio presenta un sensor que utiliza un único resonador de plasmón de superficie localizado (LSP) falso, lo que lo hace altamente sensible y adaptable.

Los sensores tradicionales que utilizan EP, como los microtoroides en modo de galería susurrante (WGM), han mostrado una sensibilidad mejorada en comparación con los sensores convencionales. Sin embargo, estos sensores tradicionales basados ​​en EP tienen limitaciones. Una vez hecho esto, sus EP se arreglan, lo que dificulta los ajustes.

Además, suelen trabajar en un rango de frecuencia estrecho, lo que limita su capacidad para detectar partículas muy pequeñas debido a restricciones en cómo manejan los cambios y en la eficiencia con la que pueden excitarse.

El nuevo diseño del sensor supera estos desafíos incorporando resonadores LSP falsos, que imitan el comportamiento de plasmones de superficie localizados. Estos resonadores ofrecen mayor flexibilidad y son más adaptables. La configuración del sensor incluye una línea de microcinta con dos dispersores Rayleigh móviles suspendidos encima, que permiten que los estados EP se reconfiguren dinámicamente en un amplio rango de frecuencia. Esta reconfigurabilidad hace que el sensor sea más confiable, incluso con pequeñas imperfecciones durante la fabricación, y mejora significativamente su capacidad para detectar partículas extremadamente pequeñas.

Algunas de las características clave de este innovador sensor incluyen:

1. Reconfigurabilidad: Los pulverizadores móviles Rayleigh permiten la formación y el ajuste dinámico de EP, lo que mejora la precisión y versatilidad del sensor.
2. Sensibilidad mejorada: al limitar los campos electromagnéticos a la superficie del resonador, el sensor se vuelve mucho más sensible a los pequeños cambios causados ​​por las partículas circundantes.
3. Amplio rango de detección: el sensor admite varios modos de resonancia plasmónica, lo que amplía su ancho de banda operativo y aumenta su rango de detección.

Este avance en la tecnología de sensores marca un importante avance, ya que proporciona una sensibilidad excepcional que permite la detección de partículas tan pequeñas como 0,001 veces la longitud de onda de la luz.

Este avance abre nuevas posibilidades de aplicaciones tanto en la investigación científica como en la industria, donde la detección de partículas tan pequeñas es crucial.

Ya sea en diagnóstico médico, monitoreo ambiental o ciencia de materiales, este sensor reconfigurable puede conducir a soluciones más precisas y efectivas.