Mikronanofotoniikka tutkii pääasiassa valon ja aineen välisen vuorovaikutuksen lakia mikro- ja nanomittakaavassa ja sen soveltamista valon tuottamiseen, siirtämiseen, säätelyyn, havaitsemiseen ja havaitsemiseen.Mikronanofotoniikan osa-aallonpituuslaitteet voivat parantaa tehokkaasti fotonien integraatioastetta, ja sen odotetaan integroivan fotonilaitteita pieneen optiseen siruun, kuten elektronisiin siruihin.Nanopintaplasmoniikka on uusi mikronanofotoniikan ala, joka tutkii pääasiassa valon ja aineen vuorovaikutusta metallin nanorakenteissa.Sillä on pieni koko, suuri nopeus ja se ylittää perinteisen diffraktiorajan.Nanoplasma-aaltoputkirakenne, jolla on hyvät paikalliskentän tehostus- ja resonanssisuodatusominaisuudet, on nanosuodattimen, aallonpituusjakomultiplekserin, optisen kytkimen, laserin ja muiden mikronanooptisten laitteiden perusta.Optiset mikroontelot rajoittavat valon pienille alueille ja lisäävät suuresti valon ja aineen välistä vuorovaikutusta.Siksi optinen mikroontelo korkealla laatukertoimella on tärkeä tapa korkean herkkyyden havaitsemiseen ja havaitsemiseen.
WGM mikroontelo
Viime vuosina optinen mikroontelo on herättänyt paljon huomiota sen suuren sovelluspotentiaalin ja tieteellisen merkityksen ansiosta.Optinen mikroontelo koostuu pääasiassa mikropalloista, mikropylväästä, mikrorenkaasta ja muista geometrioista.Se on eräänlainen morfologisesti riippuvainen optinen resonaattori.Valoaallot mikroonteloissa heijastuvat täysin mikroontelon rajapinnassa, mikä johtaa resonanssitilaan, jota kutsutaan whispering gallery mode (WGM).Verrattuna muihin optisiin resonaattoreihin, mikroresonaattoreilla on korkea Q-arvo (yli 106), pieni tilavuus, pieni koko ja helppo integrointi jne., ja niitä on sovellettu korkean herkkyyden biokemialliseen anturiin, erittäin matalan kynnyksen laseriin ja epälineaarinen toiminta.Tutkimustavoitteemme on löytää ja tutkia mikroonteloiden eri rakenteiden ja morfologioiden ominaisuuksia ja soveltaa näitä uusia ominaisuuksia.Tärkeimmät tutkimussuunnat ovat: WGM-mikroontelon optisten ominaisuuksien tutkimus, mikroontelon valmistustutkimus, mikroontelon sovellustutkimus jne.
WGM mikroontelon biokemiallinen tunnistus
Kokeessa käytettiin neljän asteen korkean kertaluvun WGM-moodia M1 (kuvio 1(a)) mittaukseen.Verrattuna matalan asteen moodiin korkean tason tilan herkkyys parani huomattavasti (kuvio 1(b)).
Kuva 1. Mikrokapillaarin ontelon resonanssitila (a) ja sitä vastaava taitekerroinherkkyys (b)
Viritettävä optinen suodatin korkealla Q-arvolla
Ensin vedetään ulos säteittäisesti hitaasti muuttuva lieriömäinen mikroontelo, jonka jälkeen aallonpituuden viritys voidaan saada aikaan siirtämällä mekaanisesti kytkentäkohtaa muodon koon periaatteen mukaisesti resonanssiaallonpituudesta lähtien (kuva 2 (a)).Viritettävä suorituskyky ja suodatuskaistanleveys on esitetty kuvassa 2 (b) ja (c).Lisäksi laite voi toteuttaa optisen siirtymän tunnistuksen subnanometrin tarkkuudella.
Kuva 2. Viritettävän optisen suodattimen (a), viritettävän suorituskyvyn (b) ja suodattimen kaistanleveyden (c) kaavio
WGM mikrofluidinen pisararesonaattori
mikrofluidisirussa, erityisesti öljyssä olevalle pisaralle (pisara öljyssä), pintajännityksen ominaisuuksista johtuen, kymmenien tai jopa satojen mikrometrien halkaisijalla se suspendoituu öljyyn muodostaen lähes täydellinen pallo.Taitekertoimen optimoinnin ansiosta pisara itsessään on täydellinen pallomainen resonaattori, jonka laatukerroin on yli 108. Se myös välttää öljyn haihtumisongelman.Suhteellisen suurilla pisaroilla ne "istuvat" ylemmillä tai alemmilla sivuseinillä tiheyserojen vuoksi.Tämän tyyppinen pisara voi käyttää vain lateraalista viritystilaa.
Postitusaika: 23.10.2023