Fotonik mikro-nano utamane nyinaoni hukum interaksi antarane cahya lan materi ing skala mikro lan nano lan aplikasine ing generasi cahya, transmisi, regulasi, deteksi lan penginderaan. Piranti sub-panjang gelombang fotonik mikro-nano bisa kanthi efektif ningkatake tingkat integrasi foton, lan diarepake bisa nggabungake piranti fotonik menyang chip optik cilik kaya chip elektronik. Plasmonik permukaan nano minangka bidang anyar fotonik mikro-nano, sing utamane nyinaoni interaksi antarane cahya lan materi ing struktur nano logam. Iki nduweni karakteristik ukuran cilik, kecepatan dhuwur lan ngatasi watesan difraksi tradisional. Struktur pandu gelombang nanoplasma, sing nduweni peningkatan medan lokal sing apik lan karakteristik penyaringan resonansi, minangka basis nano-filter, multiplexer divisi panjang gelombang, saklar optik, laser lan piranti optik mikro-nano liyane. Rongga mikro optik mbatesi cahya ing wilayah cilik lan ningkatake interaksi antarane cahya lan materi. Mulane, rongga mikro optik kanthi faktor kualitas dhuwur minangka cara penting kanggo penginderaan lan deteksi sensitivitas dhuwur.
Mikrorongga WGM
Ing taun-taun pungkasan, mikrorongga optik wis narik kawigaten amarga potensi aplikasi sing gedhe lan makna ilmiah. Mikrorongga optik utamane kasusun saka mikrosfer, mikrokolom, mikroring, lan geometri liyane. Iki minangka jinis resonator optik sing gumantung morfologis. Gelombang cahya ing mikrorongga dipantulake kanthi lengkap ing antarmuka mikrorongga, sing ngasilake mode resonansi sing diarani mode galeri bisikan (WGM). Dibandhingake karo resonator optik liyane, mikroresonator duwe karakteristik nilai Q sing dhuwur (luwih saka 106), volume mode sing sithik, ukuran cilik lan integrasi sing gampang, lan liya-liyane, lan wis diterapake kanggo penginderaan biokimia sensitivitas dhuwur, laser ambang ultra-rendah, lan aksi nonlinier. Tujuan riset kita yaiku kanggo nemokake lan nyinaoni karakteristik struktur sing beda lan morfologi mikrorongga sing beda, lan kanggo ngetrapake karakteristik anyar kasebut. Arah riset utama kalebu: riset karakteristik optik mikrorongga WGM, riset fabrikasi mikrorongga, riset aplikasi mikrorongga, lan liya-liyane.
Penginderaan biokimia mikrokavitas WGM
Ing eksperimen iki, mode WGM orde dhuwur papat-urutan M1 (Gambar 1(a)) digunakake kanggo pangukuran sensor. Dibandhingake karo mode orde endhek, sensitivitas mode orde dhuwur saya apik banget (Gambar 1(b)).
Gambar 1. Mode resonansi (a) saka rongga mikrokapiler lan sensitivitas indeks bias sing cocog (b)
Filter optik sing bisa disetel kanthi nilai Q sing dhuwur
Kapisan, mikrorongga silinder radial sing owah alon-alon ditarik metu, banjur penyetelan dawa gelombang bisa ditindakake kanthi mindhah posisi kopling kanthi mekanis adhedhasar prinsip ukuran bentuk wiwit dawa gelombang resonansi (Gambar 2 (a)). Performa sing bisa disetel lan bandwidth penyaringan dituduhake ing Gambar 2 (b) lan (c). Kajaba iku, piranti kasebut bisa nggayuh sensor perpindahan optik kanthi akurasi sub-nanometer.
Gambar 2. Diagram skematis filter optik sing bisa diatur (a), kinerja sing bisa diatur (b) lan bandwidth filter (c)
Resonator tetes mikrofluidik WGM
Ing chip mikrofluida, utamane kanggo tetesan ing lenga (tetesan ing lenga), amarga karakteristik tegangan permukaan, kanggo diameter puluhan utawa malah atusan mikron, bakal digantung ing lenga, mbentuk bola sing meh sampurna. Liwat optimalisasi indeks bias, tetesan kasebut dhewe minangka resonator bola sing sampurna kanthi faktor kualitas luwih saka 108. Iki uga ngindhari masalah penguapan ing lenga. Kanggo tetesan sing relatif gedhe, bakal "lungguh" ing tembok sisih ndhuwur utawa ngisor amarga beda kapadhetan. Jinis tetesan iki mung bisa nggunakake mode eksitasi lateral.
Wektu kiriman: 23 Okt-2023