Micro-Nano Photonics v glavnem preučuje zakon interakcije med svetlobo in snovjo na mikro in nano lestvici ter njegovo uporabo pri ustvarjanju svetlobe, prenosu, regulaciji, odkrivanju in zaznavanju. Naprave za mikro-Nano fotonike lahko učinkovito izboljšajo stopnjo integracije fotona in pričakuje se, da bodo fotonske naprave integrirale v majhen optični čip, kot so elektronski čipi. Nano-Surface Plazmonics je novo področje mikro-nano fotonike, ki v glavnem preučuje interakcijo med svetlobo in snovjo v kovinskih nanostrukturi. Ima značilnosti majhne velikosti, veliko hitrosti in premagovanje tradicionalne meje difrakcije. Nanoplazma-valovna struktura, ki ima dobre lokalne izboljšave polja in resonančne filtrirne značilnosti, je osnova multiplekserja nano-filter, valovne dolžine, optičnega stikala, laserja in drugih mikro-nano optičnih naprav. Optične mikrokavitosti omejujejo svetlobo na drobna območja in močno povečajo interakcijo med svetlobo in snovjo. Zato je optična mikrokavitost z visoko kakovostnim faktorjem pomemben način zaznavanja in zaznavanja z visoko občutljivostjo.
WGM mikrokavitost
V zadnjih letih je optična mikrokavitost pritegnila veliko pozornosti zaradi velikega potenciala uporabe in znanstvenega pomena. Optična mikrokavitost je predvsem sestavljena iz mikrosfere, mikrokolumne, mikroring in drugih geometrij. Je nekakšen morfološki odvisen optični resonator. Svetlobni valovi v mikrokavitostih se v celoti odražajo na vmesniku mikrokavita, kar ima za posledico resonančni način, imenovan Whispering Galery Mode (WGM). V primerjavi z drugimi optičnimi resonatorji imajo mikroresonatorji značilnosti visoke q vrednosti (večje od 106), nizke prostornine, majhne velikosti in enostavne integracije itd., In so bili uporabljeni za biokemično zaznavanje z visoko občutljivostjo, ultra nizko pragovno laser in nelinearno delovanje. Naš raziskovalni cilj je najti in preučiti značilnosti različnih struktur in različnih morfologij mikrokavitosti ter uporabiti te nove značilnosti. Glavna raziskovalna navodila vključujejo: optične značilnosti raziskave mikrokavitosti WGM, raziskave izdelave mikrokavitosti, raziskovanje aplikacij mikrokavitosti itd.
WGM mikrokavity Biokemično zaznavanje
V poskusu smo za merjenje zaznavanja uporabljeni štirikotni način WGM M1 (slika 1 (a)). V primerjavi z načinom nizkega reda se je občutljivost načina visokega reda močno izboljšala (slika 1 (b)).
Slika 1. Resonančni način (a) mikrokapilarne votline in ustrezna občutljivost loma indeksa (B)
Prilagodljiv optični filter z visoko vrednostjo Q
Najprej se radialna počasi spreminja valjasta mikrokavitost, nato pa lahko nastavitve valovne dolžine dosežemo z mehansko premikanjem položaja sklopke na podlagi načela velikosti oblike, saj resonančna valovna dolžina (slika 2 (a)). Nastavitvena zmogljivost in pasovna širina filtriranja sta prikazana na sliki 2 (b) in (c). Poleg tega lahko naprava uresniči optično zaznavanje premika z natančnostjo sub-nanometra.
Slika 2. Shematski diagram nastavljivega optičnega filtra (a), nastavitev zmogljivosti (B) in pasovne širine filtra (C)
WGM Microfluidic Drop Resonator
V mikrofluidnem čipu, zlasti za kapljico v olju (kapljica v olju), zaradi značilnosti površinske napetosti, za premer deset ali celo sto mikronov, bo suspendiran v olju, ki tvori skoraj popolno kroglo. Z optimizacijo indeksa loma je kapljica sama po sebi popoln sferični resonator s kakovostnim faktorjem več kot 108. Prav tako se izogne problemu izhlapevanja v olju. Za razmeroma velike kapljice bodo zaradi razlik v gostoti "sedeli" na zgornji ali spodnji strani. Ta vrsta kapljic lahko uporablja samo načina stranskega vzbujanja.
Čas objave: oktober-23-2023