Mikro-nano-fotonika studion kryesisht ligjin e bashkëveprimit midis dritës dhe materies në shkallë mikro dhe nano dhe zbatimin e tij në gjenerimin, transmetimin, rregullimin, zbulimin dhe ndjesinë e dritës. Pajisjet mikro-nano-fotonike me gjatësi vale nën gjatësi vale mund të përmirësojnë në mënyrë efektive shkallën e integrimit të fotoneve dhe pritet të integrojnë pajisjet fotonike në një çip të vogël optik si çipat elektronikë. Plazmonika nano-sipërfaqësore është një fushë e re e mikro-nano-fotonikës, e cila studion kryesisht bashkëveprimin midis dritës dhe materies në nanostrukturat metalike. Ajo ka karakteristikat e madhësisë së vogël, shpejtësisë së lartë dhe tejkalimit të kufirit tradicional të difraksionit. Struktura nanoplazmatike-valëudhëzues, e cila ka karakteristika të mira të përmirësimit të fushës lokale dhe filtrimit të rezonancës, është baza e nanofiltrit, multipleksuesit të ndarjes së gjatësisë së valës, çelësit optik, lazerit dhe pajisjeve të tjera mikro-nano optike. Mikrozgavrat optike e kufizojnë dritën në rajone të vogla dhe e rrisin shumë bashkëveprimin midis dritës dhe materies. Prandaj, mikrozgavra optike me faktor të lartë cilësie është një mënyrë e rëndësishme e ndjeshmërisë dhe zbulimit me ndjeshmëri të lartë.
Mikrokavitet WGM
Në vitet e fundit, mikrozgavra optike ka tërhequr shumë vëmendje për shkak të potencialit të saj të madh të aplikimit dhe rëndësisë shkencore. Mikrozgavra optike përbëhet kryesisht nga mikrosfera, mikrokolona, mikrounaza dhe gjeometri të tjera. Është një lloj rezonatori optik i varur nga morfologjia. Valët e dritës në mikrozgavra reflektohen plotësisht në ndërfaqen e mikrozgavrës, duke rezultuar në një modalitet rezonance të quajtur modalitet galeria pëshpëritëse (WGM). Krahasuar me rezonatorët e tjerë optikë, mikrorezonatorët kanë karakteristikat e vlerës së lartë Q (më e madhe se 106), vëllimit të ulët të modës, madhësisë së vogël dhe integrimit të lehtë, etj., dhe janë aplikuar në ndjeshmërinë biokimike me ndjeshmëri të lartë, lazerin me prag ultra të ulët dhe veprimin jolinear. Qëllimi ynë kërkimor është të gjejmë dhe studiojmë karakteristikat e strukturave të ndryshme dhe morfologjive të ndryshme të mikrozgavrave, dhe të aplikojmë këto karakteristika të reja. Drejtimet kryesore të kërkimit përfshijnë: kërkimin e karakteristikave optike të mikrozgavrës WGM, kërkimin e fabrikimit të mikrozgavrës, kërkimin e aplikimit të mikrozgavrës, etj.
Ndjesia biokimike e mikrokaviteteve WGM
Në eksperiment, për matjen e ndjeshmërisë u përdor modaliteti WGM i rendit të lartë me katër rend M1 (FIG. 1(a)). Krahasuar me modën e rendit të ulët, ndjeshmëria e modalitetit të rendit të lartë u përmirësua shumë (FIG. 1(b)).
Figura 1. Modaliteti i rezonancës (a) i zgavrës mikrokapilare dhe ndjeshmëria përkatëse e indeksit të thyerjes (b)
Filtër optik i akordueshëm me vlerë të lartë Q
Së pari, mikrozgavra cilindrike radiale që ndryshon ngadalë nxirret jashtë, dhe më pas akordimi i gjatësisë së valës mund të arrihet duke lëvizur mekanikisht pozicionin e çiftëzimit bazuar në parimin e madhësisë së formës që nga gjatësia e valës rezonante (Figura 2 (a)). Performanca e akordueshme dhe gjerësia e brezit të filtrimit tregohen në Figurën 2 (b) dhe (c). Përveç kësaj, pajisja mund të realizojë ndjesinë e zhvendosjes optike me saktësi nën-nanometrike.
Figura 2. Diagrama skematike e filtrit optik të akordueshëm (a), performancës së akordueshme (b) dhe gjerësisë së brezit të filtrit (c)
Rezonator me pika mikrofluidike WGM
Në çipin mikrofluidik, veçanërisht për pikën në vaj (pikë në vaj), për shkak të karakteristikave të tensionit sipërfaqësor, për diametër prej dhjetëra apo edhe qindra mikronësh, ajo do të pezullohet në vaj, duke formuar një sferë pothuajse të përsosur. Përmes optimizimit të indeksit të thyerjes, vetë pika është një rezonator sferik i përsosur me një faktor cilësie prej 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 dendësi. Ky lloj pike mund të përdorë vetëm mënyrën e ngacmimit anësor.
Koha e postimit: 23 tetor 2023