Mikro-nano-fotonika bestudearret benammen de wet fan ynteraksje tusken ljocht en matearje op mikro- en nanoskaal en de tapassing dêrfan yn ljochtgeneraasje, transmissie, regeljouwing, deteksje en deteksje. Mikro-nano-fotonika sub-golflingte-apparaten kinne de mjitte fan fotonyntegraasje effektyf ferbetterje, en it wurdt ferwachte dat se fotonika-apparaten yntegrearje yn in lytse optyske chip lykas elektroanyske chips. Nano-oerflakplasmonika is in nij fjild fan mikro-nano-fotonika, dat benammen de ynteraksje tusken ljocht en matearje yn metalen nanostrukturen bestudearret. It hat de skaaimerken fan lytse grutte, hege snelheid en it oerwinnen fan 'e tradisjonele diffraksjelimyt. De nanoplasma-golfliederstruktuer, dy't goede lokale fjildferbettering en resonânsjefilteringskarakteristiken hat, is de basis fan nanofilter, golflingteferdielingsmultiplexer, optyske skeakel, laser en oare mikro-nano-optyske apparaten. Optyske mikroholtes beheine ljocht ta lytse regio's en ferbetterje de ynteraksje tusken ljocht en matearje sterk. Dêrom is de optyske mikroholte mei hege kwaliteitsfaktor in wichtige manier fan hege gefoelichheid foar deteksje en deteksje.
WGM-mikroholte
Yn 'e lêste jierren hat optyske mikroholte in soad oandacht lutsen fanwegen syn grutte tapassingspotinsjeel en wittenskiplike betsjutting. De optyske mikroholte bestiet benammen út mikrosfearen, mikrokolommen, mikroringen en oare geometryen. It is in soarte fan morfologysk ôfhinklike optyske resonator. Ljochtweagen yn mikroholtes wurde folslein reflektearre by de mikroholte-ynterface, wat resulteart yn in resonânsjemodus neamd whispering gallery mode (WGM). Yn ferliking mei oare optyske resonators hawwe mikroresonators de skaaimerken fan hege Q-wearde (grutter as 106), leech modusvolume, lytse grutte en maklike yntegraasje, ensfh., en binne tapast op biogemyske deteksje mei hege gefoelichheid, ultra-lege drompellaser en net-lineaire aksje. Us ûndersyksdoel is om de skaaimerken fan ferskate struktueren en ferskate morfologyen fan mikroholtes te finen en te bestudearjen, en dizze nije skaaimerken ta te passen. De wichtichste ûndersyksrjochtingen omfetsje: ûndersyk nei optyske skaaimerken fan WGM-mikroholte, fabrikaazjeûndersyk fan mikroholte, tapassingsûndersyk fan mikroholte, ensfh.
WGM mikrokavity biogemyske deteksje
Yn it eksperimint waard de fjouwer-oarder hege-oarder WGM-modus M1 (FIG. 1(a)) brûkt foar sensormjitting. Yn ferliking mei de lege-oarder modus wie de gefoelichheid fan 'e hege-oarder modus sterk ferbettere (FIG. 1(b)).
Figuer 1. Resonânsjemodus (a) fan 'e mikrokapillêre holte en de oerienkommende brekingsyndeksgefoelichheid (b)
Ynstelbere optyske filter mei hege Q-wearde
Earst wurdt de radiaal stadich feroarjende silindryske mikroholte útlutsen, en dan kin de golflingte-ôfstimming berikt wurde troch de koppelingsposysje meganysk te ferpleatsen op basis fan it prinsipe fan foarmgrutte sûnt de resonante golflingte (figuer 2 (a)). De ôfstimmbere prestaasjes en filterbânbreedte wurde werjûn yn figuer 2 (b) en (c). Derneist kin it apparaat optyske ferpleatsingsdeteksje realisearje mei sub-nanometer-krektens.
Figuer 2. Skematysk diagram fan ynstelbere optyske filter (a), ynstelbere prestaasjes (b) en filterbânbreedte (c)
WGM mikrofluidyske dripresonator
Yn 'e mikrofluidyske chip, benammen foar de drip yn 'e oalje (drip yn oalje), sil it fanwegen de skaaimerken fan 'e oerflakspanning, foar in diameter fan tsientallen of sels hûnderten mikrons, yn 'e oalje ophongen wurde, wêrtroch in hast perfekte sfear ûntstiet. Troch de optimalisaasje fan 'e brekkingsyndeks is de drip sels in perfekte sferyske resonator mei in kwaliteitsfaktor fan mear as 108. It foarkomt ek it probleem fan ferdamping yn 'e oalje. Foar relatyf grutte drippen sille se "sitte" op 'e boppeste of ûnderste sydmuorren fanwegen ferskillen yn tichtheid. Dit type drip kin allinich de laterale eksitaasjemodus brûke.
Pleatsingstiid: 23 oktober 2023