近日，上海交通大學(xué)密西根學(xué)院邵磊、機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院張文明團(tuán)隊(duì)與美國國家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究院Jason Gorman、康奈爾大學(xué)Amit Lab團(tuán)隊(duì)在國際知名學(xué)術(shù)期刊《Nature Communications》上發(fā)表題為“Femtometer-amplitude imaging of coherent super high frequency vibrations in micromechanical resonators”（微機(jī)械諧振器超高頻、飛米級(jí)振幅的振動(dòng)成像）的最新科研成果，提出了飛秒激光干涉方法用于超高頻率、極低振幅振動(dòng)測(cè)量和動(dòng)態(tài)成像的新技術(shù)。

“機(jī)械心臟”（MEMS諧振器）的跳動(dòng)如何表征

在每一臺(tái)手機(jī)內(nèi)部都有一個(gè)微小的機(jī)械心臟，每秒鐘跳動(dòng)幾十億次。這些被稱之為微機(jī)械諧振器的器件在手機(jī)無線通信中扮演著極其重要的角色。這些諧振器從環(huán)境中雜亂寬頻的無線電波中選擇合適頻率來發(fā)射和接收信號(hào)。為確保這些重要性越來越凸顯并在量子計(jì)算、生物傳感上有潛在高技術(shù)應(yīng)用的諧振器正常工作，最好的方法就是深入了解這些器件產(chǎn)生的振動(dòng)。隨著5G網(wǎng)絡(luò)開始主導(dǎo)無線通信以及量子通信的強(qiáng)大驅(qū)動(dòng)，微機(jī)械諧振器會(huì)產(chǎn)生更微小、頻率更高的振動(dòng)，為測(cè)量這些振動(dòng)帶來了巨大的挑戰(zhàn)。

本項(xiàng)目研究在超高頻振動(dòng)成像儀器研制上取得了突破性進(jìn)展，提出了飛秒激光干涉測(cè)振新原理技術(shù)，測(cè)量了高達(dá)12 GHz（1 GHz對(duì)應(yīng)每秒鐘十億次周期性振動(dòng)）的機(jī)械振動(dòng)，并同時(shí)對(duì)振幅低至55飛米（1飛米是一毫米的萬億分之一）的振動(dòng)進(jìn)行了成像，這大約是氫原子直徑的五百分之一。這一成果有望擴(kuò)展到25 GHz以上，在頻率范圍上覆蓋5G通信以及未來強(qiáng)大的量子信息應(yīng)用?？蒲袌F(tuán)隊(duì)拍攝的器件運(yùn)動(dòng)視頻展示了前所未有的細(xì)節(jié)。

該科研項(xiàng)目得到了中國國家自然科學(xué)基金杰出青年基金、青年項(xiàng)目、上海市學(xué)科帶頭人基金、揚(yáng)帆青年科技英才基金、美國國家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究院合作基金、上海交通大學(xué)密西根學(xué)院?jiǎn)?dòng)金的資助。（來源：上海交大）