Исследователи, работающие в Национальном институте стандартов и технологий (NIST) нашли новый способ неразрушающих измерений распределения световых волн в микроскопических оптических резонаторах. Он позволит учёным с высокой точностью манипулировать частотой захваченного света, изменяя форму самого резонатора. Благодаря этому, например, можно получить две оптических полости с идентичными частотами резонанса, необходимые для квантовой обработки информации — до сих пор это было неосуществимо.

Размеры микрорезонаторов настолько малы, что захваченный свет частично выходит наружу, в виде ближнего поля. Любое возмущение в ближнем поле, например вызванное появлением там одиночной молекулы или атома, отражается на работе оптической нанополости, меняя частоту или амплитуду резонанса. Построение карты этих изменений позволяет сделать такие сенсоры ещё более чувствительными.

До сих пор вибрационные профили микрорезонаторов получали, используя тонкие зонды, появление которых вблизи устройства неизбежно вносило помехи в ближнее поле и искажало измеряемую картину. От этого недостатка свободна новая техника, в которой вместо зондов применяется фокусированный пучок ионов лития.

Ионы достигают поверхности кремниевого резонатора не возмущая ближнего поля и изменяют резонансные свойства этой структуры. Литий выбран авторами статьи, опубликованной в Nature Photonics, из-за малой массы его ионов, делающей эти изменения минимальными, а измерения — максимально точными.