Picha za micro-nano ni nini?

Picha ndogo za nano huchunguza hasa sheria ya mwingiliano kati ya mwanga na jambo katika mizani ndogo na nano na matumizi yake katika uzalishaji wa mwanga, upokezaji, udhibiti, ugunduzi na hisia. Vifaa vya urefu mdogo wa mawimbi ya nano vinaweza kuboresha kiwango cha muunganisho wa fotoni, na inatarajiwa kujumuisha vifaa vya kupiga picha kwenye chipu ndogo ya macho kama vile chip za elektroniki. Plasmoniki ya uso wa Nano ni uwanja mpya wa fotoniki ndogo za nano, ambayo husoma mwingiliano kati ya mwanga na jambo katika miundo ya chuma. Ina sifa za ukubwa mdogo, kasi ya juu na kushinda kikomo cha jadi cha diffraction. Muundo wa Nanoplasma-waveguide, ambao una sifa nzuri za uboreshaji wa uwanja na uchujaji wa resonance, ni msingi wa kichujio cha nano, kichujio cha mgawanyiko wa wavelength, swichi ya macho, laser na vifaa vingine vya macho vya micro-nano. Mishipa midogo ya macho huweka mwanga kwenye maeneo madogo na huongeza kwa kiasi kikubwa mwingiliano kati ya mwanga na mata. Kwa hiyo, microcavity ya macho yenye kipengele cha ubora wa juu ni njia muhimu ya kutambua na kutambua unyeti wa juu.

WGM microcavity

Katika miaka ya hivi karibuni, microcavity ya macho imevutia umakini mkubwa kwa sababu ya uwezo wake mkubwa wa matumizi na umuhimu wa kisayansi. Microcavity ya macho hasa ina microsphere, microcolumn, microring na jiometri nyingine. Ni aina ya resonator ya macho inayotegemea mofolojia. Mawimbi ya mwanga katika mizinga midogo huakisiwa kikamilifu kwenye kiolesura cha microcavity, hivyo kusababisha hali ya mlio inayoitwa modi ya matunzio ya kunong'ona (WGM). Ikilinganishwa na vitoa sauti vingine vya macho, vipokea sauti vidogo vina sifa za thamani ya juu ya Q (zaidi ya 106), kiasi cha hali ya chini, saizi ndogo na muunganisho rahisi, n.k., na zimetumika kwa hisia zenye unyeti wa juu wa biokemikali, leza ya kizingiti cha chini kabisa na hatua isiyo ya mstari. Lengo letu la utafiti ni kutafuta na kusoma sifa za miundo tofauti na mofolojia tofauti za microcavities, na kutumia sifa hizi mpya. Maelekezo kuu ya utafiti ni pamoja na: utafiti wa sifa za macho za microcavity ya WGM, utafiti wa utengenezaji wa microcavity, utafiti wa matumizi ya microcavity, nk.

WGM microcavity biokemikali hisia

Katika jaribio, modi ya WGM ya mpangilio wa nne ya mpangilio wa juu M1(FIG. 1(a)) ilitumika kuhisi kipimo. Ikilinganishwa na hali ya chini, unyeti wa hali ya juu iliboreshwa sana (FIG. 1 (b)).

Kielelezo 1. Hali ya mlio (a) ya matundu ya kapilari na unyeti unaolingana wa kiashiria cha refractive (b)

Kichujio chenye uwezo wa kuona chenye thamani ya juu ya Q

Kwanza, radial inayobadilisha polepole microcavity ya silinda hutolewa nje, na kisha tuning ya urefu wa wimbi inaweza kupatikana kwa kusonga kwa kiufundi nafasi ya kuunganisha kulingana na kanuni ya ukubwa wa umbo tangu urefu wa resonant (Mchoro 2 (a)). Utendaji unaowezekana na kipimo data cha kuchuja kinaonyeshwa kwenye Mchoro 2 (b) na (c). Kwa kuongeza, kifaa kinaweza kutambua uhamishaji wa macho kwa usahihi wa sub-nanometer.

Mchoro 2. Mchoro wa kielelezo wa kichujio cha macho kinachoweza kusomeka (a), utendaji unaoweza kusomeka (b) na kipimo data cha kichujio (c)

resonator ya tone ya microfluidic ya WGM

katika chip microfluidic, hasa kwa droplet katika mafuta (tone katika-mafuta), kutokana na sifa ya mvutano wa uso, kwa kipenyo cha makumi au hata mamia ya microns, itakuwa kusimamishwa katika mafuta, na kutengeneza karibu. nyanja kamili. Kupitia uboreshaji wa ripoti ya refractive, droplet yenyewe ni resonator kamili ya spherical yenye kipengele cha ubora cha zaidi ya 108. Pia huepuka tatizo la uvukizi katika mafuta. Kwa matone makubwa, "wataketi" kwenye kuta za juu au chini kwa sababu ya tofauti za wiani. Aina hii ya matone inaweza tu kutumia hali ya msisimko wa upande.