Mikro-nano fotonik, esas olarak ışık ve madde arasındaki etkileşim yasasını mikro ve nano ölçekte inceler ve ışık üretimi, iletimi, düzenlenmesi, tespiti ve algılama alanındaki uygulamalarını ele alır. Mikro-nano fotonik alt dalga boylu cihazlar, foton entegrasyon derecesini etkili bir şekilde artırabilir ve fotonik cihazları elektronik çipler gibi küçük bir optik çipe entegre etmesi beklenmektedir. Nano-yüzey plazmonik, esas olarak metal nanoyapılardaki ışık ve madde arasındaki etkileşimi inceleyen yeni bir mikro-nano fotonik alanıdır. Küçük boyut, yüksek hız ve geleneksel kırınım sınırının üstesinden gelme özelliklerine sahiptir. İyi yerel alan iyileştirme ve rezonans filtreleme özelliklerine sahip nanoplazma dalga kılavuzu yapısı, nano filtre, dalga boyu bölmeli çoklayıcı, optik anahtar, lazer ve diğer mikro-nano optik cihazların temelini oluşturur. Optik mikro boşluklar ışığı çok küçük bölgelere hapseder ve ışık ile madde arasındaki etkileşimi büyük ölçüde artırır. Bu nedenle, yüksek kalite faktörlü optik mikro boşluklar, yüksek hassasiyetli algılama ve tespit için önemli bir yoldur.
WGM mikro boşluğu
Son yıllarda, optik mikro boşluklar, büyük uygulama potansiyeli ve bilimsel önemi nedeniyle büyük ilgi görmektedir. Optik mikro boşluklar temel olarak mikro küre, mikro kolon, mikro halka ve diğer geometrilerden oluşur. Bir tür morfolojik bağımlı optik rezonatördür. Mikro boşluklardaki ışık dalgaları, mikro boşluk arayüzünde tamamen yansıtılır ve bu da fısıltı galerisi modu (WGM) adı verilen bir rezonans moduyla sonuçlanır. Diğer optik rezonatörlerle karşılaştırıldığında, mikro rezonatörler yüksek Q değeri (106'dan büyük), düşük mod hacmi, küçük boyut ve kolay entegrasyon vb. özelliklere sahiptir ve yüksek hassasiyetli biyokimyasal algılama, ultra düşük eşikli lazer ve doğrusal olmayan eylem için uygulanmıştır. Araştırma amacımız, farklı yapıların ve farklı mikro boşluk morfolojilerinin özelliklerini bulup incelemek ve bu yeni özellikleri uygulamaktır. Ana araştırma yönleri şunlardır: WGM mikro boşluğunun optik özellik araştırması, mikro boşluğun üretim araştırması, mikro boşluğun uygulama araştırması vb.
WGM mikro boşluk biyokimyasal algılama
Deneyde, algılama ölçümü için dört mertebeden yüksek mertebeden WGM modu M1 (Şekil 1(a)) kullanıldı. Düşük mertebeden mod ile karşılaştırıldığında, yüksek mertebeden modun hassasiyeti büyük ölçüde iyileştirildi (Şekil 1(b)).
Şekil 1. Mikrokapiler boşluğun rezonans modu (a) ve buna karşılık gelen kırılma indeksi duyarlılığı (b)
Yüksek Q değerine sahip ayarlanabilir optik filtre
Öncelikle, radyal olarak yavaşça değişen silindirik mikro boşluk dışarı çekilir ve ardından rezonans dalga boyundan itibaren şekil boyutu ilkesine göre kuplaj konumunu mekanik olarak hareket ettirerek dalga boyu ayarı yapılabilir (Şekil 2 (a)). Ayarlanabilir performans ve filtreleme bant genişliği Şekil 2 (b) ve (c)'de gösterilmiştir. Ayrıca, cihaz nanometre altı doğrulukta optik yer değiştirme algılaması gerçekleştirebilir.
Şekil 2. Ayarlanabilir optik filtrenin şematik diyagramı (a), ayarlanabilir performans (b) ve filtre bant genişliği (c)
WGM mikroakışkan damla rezonatörü
Mikroakışkan çipte, özellikle yağdaki damlacık (yağ içindeki damlacık) için, yüzey geriliminin özellikleri nedeniyle, onlarca hatta yüzlerce mikron çapındaki damlacıklar yağ içinde asılı kalacak ve neredeyse mükemmel bir küre oluşturacaktır. Kırılma indisinin optimizasyonu sayesinde damlacık, 108'den fazla kalite faktörüne sahip mükemmel bir küresel rezonatördür. Ayrıca yağda buharlaşma sorununu da ortadan kaldırır. Nispeten büyük damlacıklar, yoğunluk farkları nedeniyle üst veya alt yan duvarlarda "oturur". Bu tür damlacıklar yalnızca yanal uyarma modunu kullanabilir.
Gönderim zamanı: 23-Eki-2023