Los sensores ópticos se utilizan en diversas aplicaciones y utilizan la luz para detectar cambios en las propiedades del entorno que monitorizan. Un equipo de investigadores de la Universidad de Washington en St. Louis (EE.UU.) ha desarrollado una plataforma innovadora para mejorar la sensibilidad de estos sensores.
Los investigadores han conseguido desbloquear el poder de los puntos excepcionales (EP) para la detección óptica avanzada. Estos EP únicos se pueden implementar en sensores convencionales para lograr una sorprendente sensibilidad a las perturbaciones ambientales.
El equipo desarrolló una plataforma de detección mejorada con EP. A diferencia de los métodos tradicionales que requieren modificaciones en el propio sensor, este innovador sistema cuenta con una unidad de control EP que puede conectarse a sensores externos físicamente separados. Esta configuración permite que los EP se sintonicen únicamente mediante ajustes en la unidad de control, lo que permite una sensibilidad ultraalta sin la necesidad de modificaciones complejas en el sensor.
Configuración EP adaptable a los escenarios de detección
Cualquier sensor sensible a la fase puede adquirir una sensibilidad mejorada y un límite de detección reducido al conectarse a esta configuración. Simplemente ajustando la unidad de control, esta configuración EP puede adaptarse a diversos escenarios de detección, como detección ambiental, monitoreo de salud e imágenes biomédicas.
Al desacoplar las funciones de detección y control, los investigadores han eludido efectivamente los estrictos requisitos físicos para operar sensores en los EP, que hasta ahora han obstaculizado su adopción generalizada. Esto allana el camino para que la mejora de EP se aplique a una amplia gama de sensores convencionales, incluidos resonadores de anillo, sensores térmicos y magnéticos y sensores que captan vibraciones o detectan perturbaciones. Con la unidad de control configurada en EP, el sensor puede funcionar de manera diferente (no en EP) y aun así aprovechar los beneficios de la mejora de EP.
Como prueba de concepto, el equipo de investigadores probó el límite de detección de un sistema, o la capacidad de detectar perturbaciones débiles sobre el ruido del sistema. Demostraron una reducción de seis veces en el límite de detección de un sensor utilizando su configuración mejorada con EP en comparación con el sensor convencional.