Kisa mikwo-nano fotonik ye?

Mikwo-nano fotonik sitou etidye lwa entèraksyon ant limyè ak matyè nan mikwo ak nano echèl ak aplikasyon li nan jenerasyon, transmisyon, règleman, deteksyon ak sansasyon limyè. Aparèy mikwo-nano fotonik sub-longèdonn yo ka efektivman amelyore degre entegrasyon foton, epi yo espere entegre aparèy fotonik yo nan yon ti chip optik tankou chip elektwonik. Plasmonik nano-sifas se yon nouvo domèn nan mikwo-nano fotonik, ki sitou etidye entèraksyon ant limyè ak matyè nan nanostrikti metalik. Li gen karakteristik ti gwosè, gwo vitès ak simonte limit difraksyon tradisyonèl la. Estrikti gid vag nanoplasma, ki gen bon amelyorasyon chan lokal ak karakteristik filtraj rezonans, se baz nano-filtè, miltipleksè divizyon longèdonn, switch optik, lazè ak lòt aparèy mikwo-nano optik. Mikwokavite optik yo limite limyè nan ti rejyon epi amelyore anpil entèraksyon ant limyè ak matyè. Se poutèt sa, mikwokavite optik ki gen faktè kalite siperyè a se yon fason enpòtan pou deteksyon ak sansibilite segondè.

Mikwokavite WGM

Nan dènye ane sa yo, mikwokavite optik la te atire anpil atansyon akòz gwo potansyèl aplikasyon li ak siyifikasyon syantifik li. Mikwokavite optik la konsiste sitou de mikwosfè, mikwokolòn, mikwobag ak lòt jeyometri. Li se yon kalite rezonatè optik ki depann sou mòfoloji. Ond limyè nan mikwokavite yo reflete nèt nan koòdone mikwokavite a, sa ki lakòz yon mòd rezonans yo rele mòd galri chuichui (WGM). Konpare ak lòt rezonatè optik yo, mikworezonatè yo gen karakteristik valè Q ki wo (pi gran pase 106), volim mòd ki ba, ti gwosè ak entegrasyon fasil, elatriye, epi yo te aplike nan deteksyon byochimik ki gen gwo sansiblite, lazè ak papòt ultra-ba ak aksyon non lineyè. Objektif rechèch nou an se jwenn epi etidye karakteristik diferan estrikti ak diferan mòfoloji mikwokavite yo, epi aplike nouvo karakteristik sa yo. Direksyon prensipal rechèch yo enkli: rechèch sou karakteristik optik mikwokavite WGM, rechèch sou fabrikasyon mikwokavite, rechèch sou aplikasyon mikwokavite, elatriye.

Deteksyon byochimik mikwokavite WGM

Nan eksperyans lan, yo te itilize mòd WGM kat lòd segondè M1 (FIG. 1(a)) pou mezi deteksyon. Konpare ak mòd lòd ki pi ba a, sansiblite mòd lòd ki pi wo a te amelyore anpil (FIG. 1(b)).

Figi 1. Mòd rezonans (a) nan kavite mikrokapilè a ak sansiblite endis refraksyon korespondan li (b)

Filtè optik reglabl ak valè Q segondè

Premyèman, yo rale mikwokavite silendrik radyal ki chanje dousman an, epi answit yo ka reyalize ajisteman longèdonn lan lè yo deplase pozisyon kouplaj la mekanikman dapre prensip gwosè fòm lan depi longèdonn rezonans lan (Figi 2 (a)). Pèfòmans reglabl la ak Pleasant filtraj la montre nan Figi 2 (b) ak (c). Anplis de sa, aparèy la ka reyalize deteksyon deplasman optik ak yon presizyon sub-nanomèt.

Figi 2. Dyagram eskematik yon filtè optik reglabl (a), pèfòmans reglabl (b) ak lajè band filtè a (c)

Rezonatè gout mikwofluidik WGM

Nan chip mikrofluidik la, espesyalman pou goutlèt ki nan lwil la (goutlèt nan lwil), akòz karakteristik tansyon sifas la, pou dyamèt plizyè dizèn oswa menm plizyè santèn mikron, li pral sispann nan lwil la, fòme yon esfè prèske pafè. Atravè optimize endis refraksyon an, goutlèt la li menm se yon rezonatè esferik pafè ak yon faktè kalite ki plis pase 108. Li evite tou pwoblèm evaporasyon nan lwil la. Pou goutlèt relativman gwo, yo pral "chita" sou mi bò anwo oswa anba yo akòz diferans dansite. Kalite goutlèt sa a ka sèlman itilize mòd eksitasyon lateral la.