Harvard Tıp Fakültesi (HMS) ve MIT Genel Hastanesi'nden oluşan ortak bir araştırma ekibi, PEC aşındırma yöntemini kullanarak bir mikrodisk lazerin çıktısını ayarlamayı başardıklarını ve nanofotonik ve biyomedikal için yeni bir kaynak haline geldiklerini söylüyor.
(Mikrodisk lazerin çıkışı PEC aşındırma yöntemi ile ayarlanabilir)
Alanlardananofotonikve biyomedikal, mikrodisklazerlerve nanodisk lazerler umut verici hale geldiışık kaynaklarıve problar. Çip üstü fotonik iletişim, çip üstü biyolojik görüntüleme, biyokimyasal algılama ve kuantum foton bilgi işleme gibi çeşitli uygulamalarda, dalga boyu ve ultra dar bant doğruluğunu belirlemede lazer çıktısı elde etmeleri gerekir. Ancak, bu hassas dalga boyunda mikrodisk ve nanodisk lazerleri büyük ölçekte üretmek hâlâ zorlu bir süreçtir. Mevcut nanofabrikasyon süreçleri, disk çapının rastgeleliğini ortaya çıkararak lazer kütle işleme ve üretiminde belirli bir dalga boyu elde etmeyi zorlaştırmaktadır. Şu anda, Harvard Tıp Fakültesi ve Massachusetts Genel Hastanesi Wellman Merkezi'nden bir araştırmacı ekibi,Optoelektronik Tıpmikrodisk lazerin lazer dalga boyunu nanometre altı doğrulukla hassas bir şekilde ayarlamaya yardımcı olan yenilikçi bir optokimyasal (PEC) aşındırma tekniği geliştirdi. Çalışma, Advanced Photonics dergisinde yayınlandı.
Fotokimyasal aşındırma
Raporlara göre, ekibin yeni yöntemi, hassas ve önceden belirlenmiş emisyon dalga boylarına sahip mikro disk lazerler ve nano disk lazer dizilerinin üretimini mümkün kılıyor. Bu atılımın anahtarı, bir mikro disk lazerinin dalga boyunu hassas bir şekilde ayarlamak için verimli ve ölçeklenebilir bir yol sağlayan PEC aşındırma yönteminin kullanımıdır. Yukarıdaki sonuçlarda ekip, indiyum fosfit kolon yapısı üzerinde silika ile kaplanmış indiyum Galyum arsenit fosfatlama mikro disklerini başarıyla elde etti. Daha sonra, seyreltilmiş sülfürik asit çözeltisinde fotokimyasal aşındırma uygulayarak bu mikro disklerin lazer dalga boyunu hassas bir şekilde belirlenen bir değere ayarladılar.
Ayrıca, belirli fotokimyasal (PEC) aşındırmaların mekanizmalarını ve dinamiklerini de araştırdılar. Son olarak, dalga boyu ayarlı mikrodisk dizisini, farklı lazer dalga boylarına sahip bağımsız, izole lazer parçacıkları üretmek için bir polidimetilsiloksan alt tabaka üzerine aktardılar. Elde edilen mikrodisk, ultra geniş bantlı bir lazer emisyonu bant genişliğine sahip olup,lazerkolonda 0,6 nm'den küçük ve izole parçacıkta 1,5 nm'den küçük.
Biyomedikal uygulamalara kapı açılıyor
Bu sonuç, birçok yeni nanofotonik ve biyomedikal uygulamaya kapı açmaktadır. Örneğin, bağımsız mikrodisk lazerler, heterojen biyolojik örnekler için fiziko-optik barkod görevi görerek, belirli hücre tiplerinin etiketlenmesini ve multipleks analizde belirli moleküllerin hedeflenmesini mümkün kılmaktadır. Hücre tipine özgü etiketleme, şu anda geniş emisyon çizgi genişliklerine sahip organik floroforlar, kuantum noktaları ve floresan boncuklar gibi geleneksel biyobelirteçler kullanılarak gerçekleştirilmektedir. Bu nedenle, aynı anda yalnızca birkaç belirli hücre tipi etiketlenebilir. Buna karşılık, bir mikrodisk lazerin ultra dar bantlı ışık emisyonu, aynı anda daha fazla hücre tipini tanımlayabilecektir.
Ekip, hassas bir şekilde ayarlanmış mikrodisk lazer parçacıklarını biyobelirteç olarak test etti ve başarıyla gösterdi; bunları kültürlenmiş normal meme epitel hücrelerini (MCF10A) etiketlemek için kullandı. Ultra geniş bant emisyonlarıyla bu lazerler, sitodinamik görüntüleme, akış sitometrisi ve çoklu omik analizi gibi kanıtlanmış biyomedikal ve optik teknikleri kullanarak biyosensör alanında devrim yaratabilir. PEC aşındırmaya dayanan teknoloji, mikrodisk lazerlerde önemli bir ilerlemeyi işaret ediyor. Yöntemin ölçeklenebilirliği ve nanometre altı hassasiyeti, nanofotonik ve biyomedikal cihazlarda lazerlerin sayısız uygulaması ve belirli hücre popülasyonları ve analitik moleküller için barkodlar için yeni olanaklar sunuyor.
Gönderim zamanı: 29 Ocak 2024