Even nanomechanical modes transduced by integrated photonics
Notice bibliographique
Résumé
We demonstrate the actuation and detection of even flexural vibrational modes of a doubly clamped nanomechanical resonator using an integrated photonics transduction scheme. The doubly clamped beam is formed by releasing a straight section of an optical racetrack resonator from the underlying silicon dioxide layer, and a step is fabricated in the substrate beneath the beam. The step causes uneven force and responsivity distribution along the device length, permitting excitation and detection of even modes of vibration. This is achieved while retaining transduction capability for odd modes. The devices are actuated via optical force applied with a pump laser. The displacement sensitivities of the first through third modes, as obtained from the thermomechanical noise floor, are 228 fm Hz−1/2, 153 fm Hz−1/2, and 112 fm Hz−1/2, respectively. The excitation efficiency for these modes is compared and modeled based on integration of the uneven forces over the mode shapes. While the excitation efficiency for the first three modes is approximately the same when the step occurs at about 38% of the beam length, the ability to tune the modal efficiency of transduction by choosing the step position is discussed. The overall optical force on each mode is approximately 0.4 pN μm−1 mW−1, for an applied optical power of 0.07 mW. We show a potential application that uses the resonant frequencies of the first two vibrational modes of a buckled beam to measure the stress in the silicon device layer, estimated to be 106 MPa. We anticipate that the observation of the second mode of vibration using our integrated photonics approach will be useful in future mass sensing experiments.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».