Integrated silicon photonics transduction of even nanomechanical modes in a doubly clamped beam
Notice bibliographique
Résumé
Nanomechanical devices have significant potential as mass sensors because small changes in vibrational resonance frequency can be translated to mass of an analyte for single-molecule detection. By observing multiple vibrational modes simultaneously, the mass and position of the adsorbed analyte can be determined more accurately. Additionally, by using optomechanical actuation and detection of nanomechanical devices, the displacement sensitivity can be improved significantly, which is highly beneficial for mass sensing applications. In particular, optomechanical transduction can be achieved using integrated photonics, which is a compact approach that greatly simplifies the optomechanical measurement. However, even vibrational modes are difficult to detect with integrated photonics, since with even modes there is a zero effective index shift over the vibrating beam. In this work, we demonstrate the measurement of even nanomechanical modes. We fabricated a doubly clamped beam by releasing a straight section of an optical racetrack resonator from the silicon dioxide underneath. By performing this process twice, a step is fabricated in the substrate beneath the beam. The step permits the excitation and detection of even modes of vibration due to a nonzero effective index shift. Transduction of odd modes is retained. The displacement sensitivities of the first through third modes are obtained from measurements of the thermomechanical noise floor, and are 228 fm Hz-1/2, 153 fm Hz-1/2, and 112 fm Hz-1/2, respectively. The devices are actuated by the optical force, by modulating a pump laser with an electro-optic modulator. With the addition of the driving force, up to the fifth vibrational mode is observed. The driving force for the first through third modes is compared and modeled based on integration over the mode shapes. Since the step length is approximately 38% of the beam length, the optical force on each mode is approximately 0.4 pN μm-1mW-1for an applied optical power of 0.07 mW.
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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 | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| 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 ».