Традиционная ультразвуковая дефектоскопия требует нанесения геля или другой контактной среды между датчиком и объектом, что неприемлемо для многих современных высокотехнологичных изделий. Бесконтактная диагностика через воздух существовала и раньше, но ультразвук в воздухе быстро затухает, а для выявления микроскопических дефектов нужны высокие частоты — где затухание еще сильнее. Поэтому разработка одновременно высокочастотного, чувствительного и миниатюрного датчика долгое время оставалась неразрешимой задачей, пишет Techxplore.

Корейская команда решила проблему с помощью оптического подхода: вместо прямого приёма звука они регистрируют светом крошечные колебания, вызванные ультразвуком. Используя технологию кремниевой фотоники, ученые разместили на одном полупроводниковом чипе оптическую схему и микромеханическую структуру — ультратонкий кантилевер, который вибрирует под действием звуковых волн. Когда эта мембрана колеблется, она меняет параметры проходящего рядом света, и датчик улавливает эти изменения, преобразуя их в ультразвуковой сигнал.

Такой подход впервые позволил реализовать оптомеханический ультразвуковой приемник на одном чипе без громоздких линз и сложной сборки. Чувствительная область датчика составляет всего 0,0004 мм² (30×13,5 мкм), но при этом его отклик на единицу площади более чем в 25 000 раз выше, чем у существующих коммерческих аналогов.

Огромное преимущество устройства в том, что его можно производить на стандартном оборудовании, без модернизации. В ближайшем будущем исследователи планируют создать матричные системы с десятками приемников на одном чипе, а также расширить применение технологии от промышленной диагностики (полупроводники, аккумуляторы, композиты) до медицинской визуализации.

Принципиально новый тип оптического волокла разработали специалисты из Великобритании и Швеции. Стеклянная лента, вырезанная лазером, способна регистрировать давление с чувствительностью, в тысячу раз большей, чем обычное круглое в сечении волокно.