Nature:传感器
半导体 纳米人 2022-08-09

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异常点(EP)是非厄米简并,其中特征值及其对应的特征向量合并。最近,通过在其附近发生的突然谐振失谐,EPs作为一种增强传感器响应度的手段备受关注。然而,在许多情况下,EP实施伴随着噪声增强,导致传感器性能下降。多余的噪声可以是基本性质(由于本征基坍塌)或与用于实现EP的放大机制相关的技术性质。


有鉴于此,美国卫斯理大学Tsampikos Kottos团队Rodion Kononchuk等人在实验和理论上展示了对小扰动的响应性的十倍增强和基于EP的奇偶校验时间(PT)对称机电加速度计的传感性能的三倍信噪比(SNR)改进(图 a)


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本文传感器由一对电容耦合PT对称RLC谐振器组成,固有频率f ≈2.68 MHz。

使用耦合模式理论(CMT)导出了一个散射矩阵S,它对物理系统进行建模并评估了透射光谱。


在没有损耗和增益的情况下,透射下降(或本文中是峰值)及其相关的退化点与最近建立的无反射散射模式概念有关,这可能表现出EP退化。然而,在PT对称系统的情况下,透射下降(峰值)及其相关的TPD与无反射散射模式异常点没有直接关系


传感性能受共振频谱中存在的潜在EP的影响。TPD出现在与EP不同的参数值处,确保了本征基的完整性。并TPD附近测量到了三倍的SNR增强。



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参考文献

Exceptional-point-based accelerometers with enhanced signal-to-noise ratio
DOI: 10.1038/s41586-022-04904-w
https://www.nature.com/articles/s41586-022-04904-w

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