Skupna raziskovalna skupina s Harvardske medicinske šole (HMS) in Splošne bolnišnice MIT pravi, da je dosegla nastavitev izhoda laserja za mikrodisk z metodo jedkanja PEC, zaradi česar je nov vir za nanofotoniko in biomedicino "obetaven".
(Izhod laserja za mikrodisk je mogoče prilagoditi z metodo jedkanja PEC)
Na področjihnanofotonikain biomedicina, mikrodisklaserjiin nanodisk laserji so postali obetavniviri svetlobein sonde.V več aplikacijah, kot so fotonska komunikacija na čipu, bioslik na čipu, biokemično zaznavanje in obdelava informacij o kvantnem fotonu, morajo doseči laserski izhod pri določanju valovne dolžine in natančnost ultra ozkega pasu.Vendar pa je izdelava mikrodisk in nanodisk laserjev te natančne valovne dolžine v velikem obsegu še vedno izziv.Trenutni postopki nanoizdelave uvajajo naključnost premera diska, zaradi česar je težko doseči nastavljeno valovno dolžino pri laserski masovni obdelavi in proizvodnji.Optoelektronska medicinaje razvilo inovativno tehniko optokemičnega jedkanja (PEC), ki pomaga natančno uglasiti lasersko valovno dolžino laserja na mikrodisku s subnanometrsko natančnostjo.Delo je objavljeno v reviji Advanced Photonics.
Fotokemično jedkanje
Glede na poročila nova metoda ekipe omogoča izdelavo mikrodisknih laserjev in nanodisknih laserskih nizov z natančnimi vnaprej določenimi valovnimi dolžinami emisij.Ključ do tega preboja je uporaba jedkanja PEC, ki zagotavlja učinkovit in razširljiv način za natančno nastavitev valovne dolžine mikrodisk laserja.V zgornjih rezultatih je ekipa uspešno pridobila mikrodiske za fosfatiranje indijevega galijevega arzenida, prekrite s silicijevim dioksidom na strukturi kolone indijevega fosfida.Nato so lasersko valovno dolžino teh mikrodisk natančno uglasili na določeno vrednost z izvedbo fotokemičnega jedkanja v razredčeni raztopini žveplove kisline.
Raziskovali so tudi mehanizme in dinamiko specifičnih fotokemičnih (PEC) jedkanic.Končno so prenesli valovno dolžinsko uglašen niz mikrodisk na substrat iz polidimetilsiloksana, da so proizvedli neodvisne, izolirane laserske delce z različnimi laserskimi valovno dolžinami.Nastali mikrodisk prikazuje ultraširokopasovno pasovno širino laserskega sevanja, zlaserna koloni manj kot 0,6 nm in izolirani delec manj kot 1,5 nm.
Odpiranje vrat biomedicinskim aplikacijam
Ta rezultat odpira vrata številnim novim nanofotoniki in biomedicinskim aplikacijam.Na primer, samostojni mikrodiskni laserji lahko služijo kot fizikalno-optične črtne kode za heterogene biološke vzorce, kar omogoča označevanje specifičnih tipov celic in ciljanje specifičnih molekul v multipleksni analizi. Označevanje, specifično za tip celice, se trenutno izvaja z uporabo običajnih biomarkerjev, kot je kot so organski fluoroforji, kvantne pike in fluorescenčne kroglice, ki imajo široke emisijske širine.Tako je mogoče istočasno označiti le nekaj specifičnih vrst celic.Nasprotno pa bo ultraozkopasovna svetlobna emisija mikrodisk laserja lahko identificirala več vrst celic hkrati.
Ekipa je testirala in uspešno prikazala natančno nastavljene mikrodiskne laserske delce kot biomarkerje in jih uporabila za označevanje kultiviranih normalnih epitelijskih celic dojke MCF10A.S svojo ultraširokopasovno emisijo bi lahko ti laserji potencialno spremenili biosenziranje z uporabo preizkušenih biomedicinskih in optičnih tehnik, kot so citodinamično slikanje, pretočna citometrija in multiomična analiza.Tehnologija, ki temelji na jedkanju PEC, pomeni velik napredek pri laserjih za mikrodisk.Razširljivost metode in njena subnanometrska natančnost odpirata nove možnosti za nešteto aplikacij laserjev v nanofotoniki in biomedicinskih napravah ter črtnih kod za specifične celične populacije in analitične molekule.
Čas objave: 29. januarja 2024