Mikro-nano fotonika studion kryesisht ligjin e ndërveprimit midis dritës dhe materies në shkallë mikro dhe nano dhe aplikimin e tij në gjenerimin, transmetimin, rregullimin, zbulimin dhe ndjeshmërinë e dritës. Pajisjet mikro-nano fotonike nën gjatësi vale mund të përmirësojnë në mënyrë efektive shkallën e integrimit të fotoneve dhe pritet të integrohen pajisjet fotonike në një çip të vogël optik si çipat elektronikë. Plazmonika me nano-sipërfaqe është një fushë e re e mikro-nano fotonikës, e cila studion kryesisht ndërveprimin midis dritës dhe materies në nanostrukturat metalike. Ka karakteristikat e madhësisë së vogël, shpejtësisë së lartë dhe tejkalimit të kufirit tradicional të difraksionit. Struktura nanoplazma-waveguide, e cila ka karakteristika të mira të përmirësimit të fushës lokale dhe filtrimit të rezonancës, është baza e nano-filtrave, multiplekserit të ndarjes së gjatësisë së valës, ndërprerësit optik, lazerit dhe pajisjeve të tjera mikro-nano optike. Mikrokavitetet optike kufizojnë dritën në zona të vogla dhe përmirësojnë shumë ndërveprimin midis dritës dhe materies. Prandaj, mikrokaviteti optik me faktor cilësor të lartë është një mënyrë e rëndësishme e ndjeshmërisë dhe zbulimit me ndjeshmëri të lartë.
Mikrokaviteti WGM
Vitet e fundit, mikrokaviteti optik ka tërhequr shumë vëmendje për shkak të potencialit të madh të aplikimit dhe rëndësisë shkencore. Mikrokaviteti optik kryesisht përbëhet nga mikrosfera, mikrokolona, mikrounaza dhe gjeometri të tjera. Është një lloj rezonatori optik i varur morfologjik. Valët e dritës në mikrokavitete reflektohen plotësisht në ndërfaqen e mikrokavitetit, duke rezultuar në një mënyrë rezonance të quajtur modaliteti i galerisë së pëshpëritjes (WGM). Krahasuar me rezonatorët e tjerë optikë, mikrorezonatorët kanë karakteristikat e vlerës së lartë Q (më e madhe se 106), vëllimit të ulët të modalitetit, madhësisë së vogël dhe integrimit të lehtë, etj., dhe janë aplikuar në sensorin biokimik me ndjeshmëri të lartë, lazerin me prag ultra të ulët dhe veprim jolinear. Qëllimi ynë i kërkimit është gjetja dhe studimi i karakteristikave të strukturave të ndryshme dhe morfologjive të ndryshme të mikrokaviteteve, dhe zbatimi i këtyre karakteristikave të reja. Drejtimet kryesore të kërkimit përfshijnë: hulumtimin e karakteristikave optike të mikrokavitetit WGM, kërkimin e fabrikimit të mikrokavitetit, kërkimin e aplikimit të mikrokavitetit, etj.
Ndjeshmëri biokimike e mikrokavitetit WGM
Në eksperiment, modaliteti WGM me katër renditje të lartë M1 (Fig. 1(a)) u përdor për matjen e ndjeshmërisë. Krahasuar me modalitetin e rendit të ulët, ndjeshmëria e mënyrës së rendit të lartë u përmirësua shumë (Fig. 1(b)).
Figura 1. Mënyra e rezonancës (a) e zgavrës mikrokapilare dhe ndjeshmëria e saj përkatëse e indeksit të thyerjes (b)
Filtri optik i sintonizueshëm me vlerë të lartë Q
Së pari, mikrokaviteti cilindrik radial që ndryshon ngadalë nxirret jashtë dhe më pas akordimi i gjatësisë valore mund të arrihet duke lëvizur mekanikisht pozicionin e bashkimit bazuar në parimin e madhësisë së formës që nga gjatësia e valës rezonante (Figura 2 (a)). Performanca e sintonizueshme dhe gjerësia e brezit të filtrimit janë paraqitur në Figurën 2 (b) dhe (c). Përveç kësaj, pajisja mund të realizojë sensorin e zhvendosjes optike me saktësi nën nanometri.
Figura 2. Diagrami skematik i filtrit optik të sintonizueshëm (a), performanca e sintonizueshme (b) dhe gjerësia e brezit të filtrit (c)
Rezonator mikrofluidik i rënies WGM
në çipin mikrofluidik, veçanërisht për pikën në vaj (pika në vaj), për shkak të karakteristikave të tensionit sipërfaqësor, për diametrin prej dhjetëra apo edhe qindra mikronësh, ai do të pezullohet në vaj, duke formuar një sferë e përsosur. Nëpërmjet optimizimit të indeksit të thyerjes, pika në vetvete është një rezonator perfekt sferik me një faktor cilësie më shumë se 108. Gjithashtu shmang problemin e avullimit në vaj. Për pikat relativisht të mëdha, ato do të "ulen" në muret anësore të sipërme ose të poshtme për shkak të ndryshimeve në densitet. Ky lloj pikëzimi mund të përdorë vetëm mënyrën e ngacmimit anësor.
Koha e postimit: Tetor-23-2023