近日，北京大學(xué)物理學(xué)院現(xiàn)代光學(xué)研究所、納光電子前沿科學(xué)中心、人工微結(jié)構(gòu)和介觀(guān)物理國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室肖云峰教授與龔旗煌院士領(lǐng)導(dǎo)的課題組，針對(duì)兆赫-千兆赫頻率窗口聲學(xué)振動(dòng)傳感的長(zhǎng)期挑戰(zhàn)，創(chuàng)造性地提出了介觀(guān)尺度顆粒振動(dòng)測(cè)量的微腔方案，成功實(shí)現(xiàn)了不同種類(lèi)微生物細(xì)胞的振動(dòng)指紋譜識(shí)別。2023年7月31日，相關(guān)成果以《基于光學(xué)微腔的單顆粒光聲振動(dòng)譜儀》（“Single-particle photoacoustic vibrational spectroscopy using optical microresonators”）為題，發(fā)表于《自然·光子學(xué)》（Nature Photonics）。 hp\&g2_S0W  
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眾所周知，弦的振動(dòng)在特定頻率上會(huì)顯著增強(qiáng)，這種振動(dòng)屬性構(gòu)成了我們音調(diào)系統(tǒng)的基礎(chǔ)。事實(shí)上，不同尺度和形狀的物體都有固有的本征振動(dòng)譜（見(jiàn)圖1a），可以應(yīng)用于推斷物體的種類(lèi)、成分和形態(tài)等。舉例來(lái)說(shuō)，毫赫茲頻率的星體振動(dòng)通常用于研究恒星內(nèi)部結(jié)構(gòu)屬性，千赫茲頻率的晶體振蕩器則構(gòu)成了商用電子設(shè)備中的時(shí)間基準(zhǔn)，而太赫茲頻率的分子振動(dòng)則被廣泛用于化學(xué)生物分子的種類(lèi)識(shí)別和結(jié)構(gòu)分析。 UX 1 )((  
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如果將振動(dòng)譜學(xué)應(yīng)用于介觀(guān)尺度，例如各種功能性顆粒以及生物細(xì)胞和病毒等，不僅可以非破壞性地獲取顆粒物的尺寸、形狀、內(nèi)部結(jié)構(gòu)和楊氏模量等關(guān)鍵信息，還有望推斷與生物細(xì)胞類(lèi)型和生理狀態(tài)密切相關(guān)的生物力學(xué)特性。然而，現(xiàn)有技術(shù)在介觀(guān)尺度顆粒物振動(dòng)譜的測(cè)量方面仍面臨重要挑戰(zhàn)。通常，這些介觀(guān)顆粒尺寸范圍在100納米到100微米之間，會(huì)在兆赫-千兆赫頻率范圍內(nèi)發(fā)生微弱地振動(dòng)。當(dāng)前，拉曼和布里淵光譜技術(shù)很難探測(cè)到該頻率范圍內(nèi)微弱的顆粒振動(dòng)信號(hào)；盡管壓電技術(shù)廣泛應(yīng)用于宏觀(guān)系統(tǒng)的低頻固有振動(dòng)測(cè)量，但在幾兆赫茲以上的高頻區(qū)域，它的性能顯著降低。 dUI5,3*  
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