當科（kē）學研究深入到納米領域，由於目標太小難以精確（què）計量，會讓（ràng）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尖還要小的（de）環形（xíng）激光傳（chuán）感器 ，能精確探測單（dān）個病毒、形成雲的微塵（chén）顆粒以及空氣中的汙染物。改（gǎi）變傳感器中的（de）“增益介質（zhì）”，還能用於探測水中甚至血液（yè）中的微粒。該研究發表在6月26日的（de）《自然·納米技術》網站上。

回音廊（láng）式激（jī）光傳感器

這種微型激（jī）光傳感器屬於一種回音廊（láng）式共振傳感器，由（yóu）矽玻璃（lí）製造。工作原理就像英國聖保羅大教堂裏著名的回音廊，一邊的人對著廊壁說話，另一邊的（de）人就能聽到。但與回音廊不同的是，這種傳感器共振的不是（shì）聲波而是光波。

原理（lǐ）

激光器（qì）由底座支起一個（gè）“頻率衰減模”(環路（lù）中激光發射（shè）的模式或形狀)，兩束激光以（yǐ）相同（tóng）頻率、相反方向圍繞環形光路傳（chuán）播。模（mó）場中有一個“短暫尾跡”透過環表麵，探測著周邊環繞的介質（zhì）。當一個（gè）微粒落在激光環上，就會使一個光模（mó）中的能量分散到（dào）另一個光模（mó）中，從而使兩個光模的共振頻率略有不同，使光模發（fā）生分裂（liè），一束激光就分裂為頻率不同的兩束，將它們導入光電探（tàn）測器，會（huì）由於頻率（lǜ）的不同（tóng）而產生一種“打擊頻率（lǜ）”，從而分別（bié）測得兩束激光的（de）頻率。

過程

“由於微型傳感激光器是用溶膠的方法在矽晶片生（shēng）產，增益（yì）介質很容易改變，所以能大量生產。”論文第一作者、華盛頓大學聖路易斯分校電（diàn）學（xué）與係統工程係（xì）研究生何麗娜(音譯)說，“人們可以選擇性地混（hún）合稀土離子，加入四乙氧基矽烷溶液、水或鹽酸，加（jiā）熱它（tā）們直到變得黏稠（chóu），然後（hòu）旋轉覆（fù）蓋在矽晶片上，退火後清除（chú）溶劑，就形成了（le）完整的非結晶玻璃。再用蝕刻方法（fǎ）把（bǎ）薄薄的玻璃膜製成矽光盤，在（zài）下麵用矽柱支撐。最後，通過激光退火處理，使粗糙的矽（guī）光盤變成光滑的環形共（gòng）振（zhèn）腔。”

主動共振勝於被動

在早期的研究中，研究小組（zǔ）用（yòng）普通的玻璃環作為波導，實驗模分裂，並使入射光獲得增益。但這（zhè）種環路（lù）是被動的，外部激（jī）光必（bì）須用昂貴的（de）可調（diào）激光，才能涵蓋檢（jiǎn）測模分裂（liè）所要（yào）求的頻率範圍。