Микро нано фотоник нь микро болон нано хэмжээст дэх гэрэл ба бодисын харилцан үйлчлэлийн хуулийг голчлон судалдаг бөгөөд түүний гэрлийг үүсгэх, дамжуулах, зохицуулах, илрүүлэх, мэдрэх зэрэгт хэрэглэхийг судалдаг. Микро-нано фотоник дэд долгионы урттай төхөөрөмжүүд нь фотоны интеграцийн түвшинг үр дүнтэй сайжруулж чаддаг бөгөөд фотоник төхөөрөмжүүдийг электрон чип гэх мэт жижиг оптик чип болгон нэгтгэх төлөвтэй байна. Нано-гадаргын плазмоник бол металл нано бүтэц дэх гэрэл ба бодисын харилцан үйлчлэлийг голчлон судалдаг микро нано фотоникийн шинэ салбар юм. Энэ нь жижиг хэмжээтэй, өндөр хурдтай, уламжлалт дифракцийн хязгаарыг даван туулах шинж чанартай байдаг. Орон нутгийн талбайн сайжруулалт, резонансын шүүлтүүрийн шинж чанар сайтай наноплазм долгионы чиглүүлэлтийн бүтэц нь нано шүүлтүүр, долгионы уртыг хуваах мультиплексор, оптик унтраалга, лазер болон бусад бичил нано оптик төхөөрөмжүүдийн үндэс суурь юм. Оптик бичил хөндий нь гэрлийг жижиг хэсгүүдэд хязгаарлаж, гэрэл ба бодисын харилцан үйлчлэлийг ихээхэн сайжруулдаг. Тиймээс өндөр чанарын хүчин зүйл бүхий оптик бичил хөндий нь өндөр мэдрэмжтэй мэдрэгч, илрүүлэх чухал арга юм.
WGM бичил хөндий
Сүүлийн жилүүдэд оптик бичил хөндий нь өргөн хэрэглээний боломж, шинжлэх ухааны ач холбогдлоос шалтгаалан олны анхаарлыг татаж байна. Оптик бичил хөндий нь голчлон микро бөмбөрцөг, микро багана, микро цагираг болон бусад геометрээс бүрдэнэ. Энэ нь морфологиос хамааралтай оптик резонаторын нэг төрөл юм. Бичил хөндий дэх гэрлийн долгион нь бичил хөндийн интерфейс дээр бүрэн тусдаг бөгөөд үүний үр дүнд шивнэх галлерей горим (WGM) гэж нэрлэгддэг резонансын горим үүсдэг. Бусад оптик резонаторуудтай харьцуулахад микрорезонаторууд нь Q утга өндөр (106-аас их), бага горимын эзэлхүүн, жижиг хэмжээтэй, хялбар интеграцчилал гэх мэт шинж чанартай бөгөөд өндөр мэдрэмжтэй биохимийн мэдрэгч, хэт бага босго лазер болон шугаман бус үйлдэл. Бидний судалгааны зорилго бол бичил хөндийн янз бүрийн бүтэц, янз бүрийн морфологийн шинж чанарыг олж судлах, эдгээр шинэ шинж чанаруудыг ашиглах явдал юм. Судалгааны үндсэн чиглэлүүд нь: WGM бичил хөндийн оптик шинж чанарын судалгаа, бичил хөндийн үйлдвэрлэлийн судалгаа, бичил хөндийн хэрэглээний судалгаа гэх мэт.
WGM бичил хөндийн биохимийн мэдрэгч
Туршилтанд дөрвөн эрэмбийн өндөр эрэмбийн WGM горимыг M1(Зураг 1(а)) хэмжилтийг мэдрэхэд ашигласан. Бага эрэмбийн горимтой харьцуулахад өндөр эрэмбийн горимын мэдрэмж ихээхэн сайжирсан (Зураг 1(б)).
Зураг 1. Микрокапилляр хөндийн резонансын горим (a) ба түүнд харгалзах хугарлын илтгэгчийн мэдрэмж (b)
Өндөр Q утгатай тохируулж болох оптик шүүлтүүр
Нэгдүгээрт, радиаль аажмаар өөрчлөгдөж буй цилиндр хэлбэрийн бичил хөндийийг сугалж, дараа нь резонансын долгионы уртаас хойш хэлбэрийн хэмжээсийн зарчимд тулгуурлан холбох байрлалыг механикаар хөдөлгөж долгионы уртын тохируулга хийж болно (Зураг 2 (а)). Тохируулах боломжтой гүйцэтгэл ба шүүлтүүрийн зурвасын өргөнийг Зураг 2 (b) ба (c)-д үзүүлэв. Нэмж дурдахад төхөөрөмж нь дэд нанометрийн нарийвчлалтайгаар оптик шилжилтийг мэдрэх чадвартай.
Зураг 2. Тохируулах оптик шүүлтүүрийн бүдүүвч диаграм (a), тохируулж болох гүйцэтгэл (b) болон шүүлтүүрийн зурвасын өргөн (c)
WGM микрофлюидик уналтын резонатор
микрофлюидик чип дотор, ялангуяа газрын тосны дусалд (тосон доторх дусал) гадаргуугийн хурцадмал байдлын шинж чанараас шалтгаалан хэдэн арван, бүр хэдэн зуун микрон диаметртэй тосонд түдгэлзэж, бараг үүснэ. төгс бөмбөрцөг. Хугарлын илтгэгчийг оновчтой болгосноор дусал нь өөрөө 108-аас дээш чанарын хүчин зүйлтэй төгс бөмбөрцөг хэлбэрийн резонатор юм. Мөн тосонд уурших асуудлаас зайлсхийдэг. Харьцангуй том дуслын хувьд нягтын ялгаанаас болж дээд эсвэл доод хажуугийн хананд "суух" болно. Энэ төрлийн дусал нь зөвхөн хажуугийн өдөөх горимыг ашиглах боломжтой.
Шуудангийн цаг: 2023 оны 10-р сарын 23