Isfarë është fotonika mikro-nano?

Fotonika mikro-nano studion kryesisht ligjin e bashkëveprimit midis dritës dhe materies në shkallën mikro dhe nano dhe aplikimin e tij në gjenerimin e dritës, transmetimin, rregullimin, zbulimin dhe ndjerë. Pajisjet nën-valore të fotonikës mikro-nano mund të përmirësojnë në mënyrë efektive shkallën e integrimit të fotonit, dhe pritet të integrojë pajisjet fotonike në një çip të vogël optik si patate të skuqura elektronike. Plasmonika nano-sipërfaqe është një fushë e re e fotonikës mikro-nano, e cila kryesisht studion ndërveprimin midis dritës dhe materies në nanostrukturat metalike. Ajo ka karakteristikat e madhësisë së vogël, shpejtësinë e lartë dhe tejkalimin e kufirit tradicional të difraksionit. Struktura e nanoplazmës-Waveguide, e cila ka karakteristika të mira të përmirësimit të fushës lokale dhe rezonancës, është baza e nano-filterit, multiplexer i ndarjes me gjatësi vale, ndërprerës optik, lazer dhe pajisje të tjera optike mikro-nano. Mikrokavitetet optike e kufizojnë dritën në rajone të vogla dhe përmirësojnë shumë ndërveprimin midis dritës dhe materies. Prandaj, mikrokaviteti optik me faktor me cilësi të lartë është një mënyrë e rëndësishme e ndjeshmërisë së lartë të ndjeshmërisë dhe zbulimit.

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, mikrokoleni, mikrorizimi dhe gjeometritë e tjera. Shtë një lloj rezonatori optik i varur nga morfologjia. Valët e lehta në mikrokavitete reflektohen plotësisht në ndërfaqen e mikrokavitetit, duke rezultuar në një mënyrë rezonance të quajtur Whispering Galery Mode (WGM). Krahasuar me rezonatorët e tjerë optikë, mikroresonatorët kanë karakteristikat e vlerës së lartë Q (më të madhe se 106), vëllimit të modalitetit të ulët, madhësisë së vogël dhe integrimit të lehtë, etj. Qëllimi ynë i hulumtimit është të gjejmë dhe studiojmë karakteristikat e strukturave të ndryshme dhe morfologji të ndryshme të mikrokaviteteve, dhe t'i zbatojmë këto karakteristika të reja. Drejtimet kryesore të hulumtimit përfshijnë: Karakteristikat optike Hulumtimi i mikrokavitetit WGM, hulumtimi i fabrikimit të mikrokavitetit, hulumtimi i aplikimit të mikrokavitetit, etj.

Mikrokaviteti WGM Ndjenjë biokimike

Në eksperiment, modaliteti WGM me katër renditje WGM M1 (Fig. 1 (A)) u përdor për matjen e matjes. Krahasuar me mënyrën 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 tij përkatëse e indeksit refraktiv (B)

Filter optik i rregullueshëm me vlerë të lartë Q

Së pari, mikrokaviteti cilindrik që ndryshon ngadalë ngadalë tërhiqet, dhe më pas akordimi i gjatësisë së valës 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 rregullueshme dhe gjerësia e brezit të filtrimit janë paraqitur në figurën 2 (b) dhe (c). Përveç kësaj, pajisja mund të realizojë ndëshkimin e zhvendosjes optike me saktësinë nën-nanometër.

Figura 2. Diagrami skematik i filtrit optik të rregullueshëm (A), performancës së rregullueshme (B) dhe gjerësisë së brezit të filtrit (C)

WGM Rezonatori i Rënies Mikrofluidike

Në çipin mikrofluidik, veçanërisht për pikën në vaj (pikën në vaj), për shkak të karakteristikave të tensionit sipërfaqësor, për diametrin e dhjetëra apo edhe qindra mikronë, ai do të pezullohet në vaj, duke formuar një sferë gati të përsosur. Përmes optimizmit të indeksit refraktiv, pikëza në vetvete është një rezonator i përsosur sferik me një faktor cilësor më shumë se 108. Ai gjithashtu shmang problemin e avullimit në vaj. Për pikat relativisht të mëdha, ata do të "ulen" në muret e sipërme ose të poshtme të anës për shkak të ndryshimeve të densitetit. Ky lloj i pikës mund të përdorë vetëm mënyrën e ngacmimit anësor.