在例外点处参数化增强传感器灵敏度

我们提出了一种增强非厄米光机械质量传感器灵敏度的方案。基准系统由两个机械耦合的机械谐振器耦合而成的光机械系统组成。光学腔由蓝失谐或红失谐激光驱动，分别产生增益和损耗。此外，通过调制机械谐振器的弹簧常数对其进行参数化驱动。对于特定强度的光学驱动场且无参数化驱动时，系统具有例外点(EP)特征。对机械频率（耗散）的任何微扰都会引起 EP 的分裂（偏移），其标度与微扰强度的平方根成正比，从而与传统的光机械传感器相比提高了灵敏度因子。与基于分裂现象的方案相比，由偏移场景引起的灵敏度增强较弱。通过开启参数化驱动，两种传感方案的灵敏度均得到大幅提升，从而带来更好的传感器性能。我们还通过分析输出光谱和光学腔的透射率证实了这些结果。除了增强 EP 灵敏度外，我们的方案还揭示了在分裂和偏移场景下对传感的非线性效应。这项工作揭示了增强非厄米质量传感器灵敏度的新机制，为改进传感器性能以更好地检测纳米颗粒或污染物以及进行水处理铺平了道路。