Acelerómetro on-chip de alta sensibilidad basado en un modo de galería susurrando modo de acoplamiento-modulación...

Área de la Ciencia:

• La fotónica es la fotónica.
• Los sistemas microelectromecánicos (MEMS, por sus siglas en inglés)
• La detección óptica de los sensores.

Sus antecedentes:

• Las microcavidades ópticas de alto factor de calidad en modo de galería de susurros (WGM, por sus siglas en inglés) son adecuadas para acelerómetros.
• Los acelerómetros WGM existentes tienen limitaciones como grandes huellas y poca estabilidad debido a componentes fuera del chip y métodos de acoplamiento.

Objetivo del estudio:

• Para desarrollar un nuevo acelerómetro en chip.
• Para superar las limitaciones de los acelerómetros WGM convencionales.
• Para aprovechar un resonador de microrrado WGM de modulación de acoplamiento en una plataforma SOI estándar.

Principales métodos:

• Fabricación de un acelerómetro en chip utilizando un resonador de microrrado WGM de modulación de acoplamiento en una plataforma de silicio en aislante (SOI).
• Utilizando un haz de voladizo integrado cuya vibración, inducida por la aceleración, modula un desplazamiento de fase del interferómetro Mach-Zehnder (MZI).
• Traducir el cambio de fase MZI en variaciones de intensidad de salida mediante la modulación de la condición de acoplamiento.

Principales resultados:

• Se logró una aceleración equivalente al ruido de 10 ng/√Hz.
• Se demostró una huella compacta de 10,5 mm × 15 mm.
• El diseño en el chip proporciona un control preciso y estable de la respuesta espectral.

Conclusiones:

• El acelerómetro integrado en el chip propuesto supera las limitaciones de los dispositivos existentes.
• La arquitectura monolítica compatible con CMOS asegura robustez y escalabilidad.
• El dispositivo muestra un gran potencial para aplicaciones de detección óptica integrada a gran escala.