Mikro nano fotonik nedir?

Mikro-nano fotonik esas olarak ışık ve madde arasındaki mikro ve nano ölçekteki etkileşim yasasını ve bunun ışık üretimi, iletimi, düzenlenmesi, tespiti ve algılamasındaki uygulamalarını inceler.Mikro-nano fotonik alt dalga boyu cihazları, foton entegrasyonunun derecesini etkili bir şekilde artırabilir ve fotonik cihazların, elektronik çipler gibi küçük bir optik çipe entegre edilmesi beklenir.Nano yüzey plazmonikleri, esas olarak metal nanoyapılarda 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 geliştirme ve rezonans filtreleme özelliklerine sahip nanoplazma dalga kılavuzu yapısı, nano filtrenin, dalga boyu bölmeli çoklayıcının, optik anahtarın, lazerin ve diğer mikro nano optik cihazların temelini oluşturur.Optik mikro boşluklar ışığı küçük bölgelerle sınırlandırır ve ışık ile madde arasındaki etkileşimi büyük ölçüde artırır.Bu nedenle, yüksek kalite faktörlü optik mikro boşluk, yüksek hassasiyetli algılama ve tespitin önemli bir yoludur.

WGM mikro boşluğu

Son yıllarda optik mikro boşluklar, büyük uygulama potansiyeli ve bilimsel önemi nedeniyle büyük ilgi görmüştür.Optik mikro boşluk esas olarak mikro küre, mikro sütun, mikro halka ve diğer geometrilerden oluşur.Bir tür morfolojik bağımlı optik rezonatördür.Mikro boşluklardaki ışık dalgaları, mikro boşluk arayüzünde tamamen yansıtılır ve bu, fısıltı galeri modu (WGM) adı verilen bir rezonans moduyla sonuçlanır.Diğer optik rezonatörlerle karşılaştırıldığında mikrorezonatörler, yüksek Q değeri (106'dan büyük), düşük mod hacmi, küçük boyut ve kolay entegrasyon vb. özelliklere sahiptir ve yüksek hassasiyetli biyokimyasal algılamaya, ultra düşük eşik lazerine ve lazere uygulanmıştır. doğrusal olmayan eylem.Araştırma amacımız, mikro boşlukların farklı yapılarının ve farklı morfolojilerinin özelliklerini bulmak, incelemek ve bu yeni özellikleri uygulamaktır.Ana araştırma yönleri şunları içerir: WGM mikro boşluğunun optik özellikleri araştırması, mikro boşluğun imalat araştırması, mikro boşluğun uygulama araştırması, vb.

WGM mikro boşluk biyokimyasal algılama

Deneyde, algılama ölçümü için dört dereceli yüksek dereceli WGM modu M1 (ŞEKİL 1(a)) kullanıldı.Düşük dereceli modla karşılaştırıldığında, yüksek dereceli modun hassasiyeti büyük ölçüde geliştirildi (Şekil 1(b)).

Şekil 1. Mikrokapiler boşluğun rezonans modu (a) ve buna karşılık gelen kırılma indisi duyarlılığı (b)

Yüksek Q değerine sahip ayarlanabilir optik filtre

İlk olarak, radyal olarak yavaşça değişen silindirik mikro boşluk dışarı çekilir ve daha sonra rezonans dalga boyundan bu yana şekil boyutu ilkesine dayalı olarak bağlantı pozisyonunun mekanik olarak hareket ettirilmesiyle dalga boyu ayarı elde edilebilir (Şekil 2 (a)).Ayarlanabilir performans ve filtreleme bant genişliği Şekil 2 (b) ve (c)'de gösterilmektedir.Ek olarak cihaz, nanometrenin altında bir doğrulukla optik yer değiştirme algılamasını gerçekleştirebiliyor.

Şekil 2. Ayarlanabilir optik filtrenin (a), ayarlanabilir performansın (b) ve filtre bant genişliğinin (c) şematik diyagramı

WGM mikroakışkan damla rezonatörü

mikroakışkan çipte, özellikle yağdaki damlacık (yağdaki damlacık), yüzey geriliminin özelliklerinden dolayı, onlarca hatta yüzlerce mikron çapında, yağda asılı kalacak ve neredeyse mükemmel küre.Kırılma indeksinin optimizasyonu sayesinde damlacığın kendisi, kalite faktörü 108'den fazla olan mükemmel bir küresel rezonatör haline gelir. Aynı zamanda yağdaki buharlaşma problemini de ortadan kaldırır.Nispeten büyük damlacıklar yoğunluk farklılıklarından dolayı üst veya alt yan duvarlara "otururlar".Bu tür damlacık yalnızca yanal uyarma modunu kullanabilir.