Mikronano fotonika daugiausia tiria šviesos ir materijos sąveikos dėsnį mikro ir nano mastu ir jo taikymą šviesos generavimui, perdavimui, reguliavimui, aptikimui ir jutimui. Mikro-nano fotonikos subbangos ilgio įrenginiai gali veiksmingai pagerinti fotonų integracijos laipsnį, todėl tikimasi, kad fotoniniai įrenginiai bus integruoti į mažą optinį lustą, pavyzdžiui, elektroninius lustus. Nano paviršiaus plazmonika yra nauja mikro-nano fotonikos sritis, kuri daugiausia tiria šviesos ir medžiagos sąveiką metalo nanostruktūrose. Jis pasižymi mažo dydžio, didelio greičio ir tradicinės difrakcijos ribos įveikimu. Nanoplazminio bangolaidžio struktūra, turinti geras vietinio lauko stiprinimo ir rezonanso filtravimo charakteristikas, yra nanofiltro, bangos ilgio padalijimo multiplekserio, optinio jungiklio, lazerio ir kitų mikro-nano optinių įrenginių pagrindas. Optinės mikroertmės apriboja šviesą mažomis sritimis ir labai padidina šviesos ir materijos sąveiką. Todėl optinė mikroertmė su aukštu kokybės faktoriumi yra svarbus didelio jautrumo jutimo ir aptikimo būdas.
WGM mikroertmė
Pastaraisiais metais optinė mikroertmė sulaukė didelio dėmesio dėl didelio pritaikymo potencialo ir mokslinės reikšmės. Optinę mikroertmę daugiausia sudaro mikrosfera, mikrokolonėlė, mikrožiedas ir kitos geometrijos. Tai savotiškas morfologinis optinis rezonatorius. Šviesos bangos mikroertmėse visiškai atsispindi mikroertmės sąsajoje, todėl susidaro rezonansinis režimas, vadinamas šnabždesio galerijos režimu (WGM). Palyginti su kitais optiniais rezonatoriais, mikrorezonatoriai pasižymi didelės Q vertės (didesnės nei 106), mažo režimo tūrio, mažo dydžio, lengvo integravimo ir kt. charakteristikomis, buvo pritaikyti didelio jautrumo biocheminiam jutimui, itin žemo slenksčio lazeriui ir netiesinis veiksmas. Mūsų tyrimo tikslas – surasti ir ištirti skirtingų mikroertmių struktūrų ir morfologijų charakteristikas bei šias naujas charakteristikas pritaikyti. Pagrindinės tyrimų kryptys: WGM mikroertmės optinių charakteristikų tyrimai, mikroertmės gamybos tyrimai, mikroertmės taikomieji tyrimai ir kt.
WGM mikroertmės biocheminis jutimas
Eksperimente jutikliniam matavimui buvo naudojamas keturių eilių aukštos eilės WGM režimas M1 (1 (a) pav.). Palyginti su žemos eilės režimu, aukšto lygio režimo jautrumas labai pagerėjo (1(b) pav.).
1 pav. Mikrokapiliarinės ertmės rezonansinis režimas (a) ir atitinkamas lūžio rodiklio jautrumas (b)
Derinamas optinis filtras su aukšta Q reikšme
Pirmiausia ištraukiama radialiai lėtai besikeičianti cilindrinė mikroertmė, o tada bangos ilgio derinimas gali būti pasiektas mechaniškai perkeliant sukabinimo padėtį pagal formos dydžio principą nuo rezonansinės bangos ilgio (2 pav. a)). Derinamas našumas ir filtravimo dažnių juostos plotis parodyti 2 paveiksle (b) ir (c). Be to, prietaisas gali realizuoti optinį poslinkio jutimą subnanometriniu tikslumu.
2 pav. Derinamo optinio filtro (a), derinamo veikimo (b) ir filtro pralaidumo (c) schema
WGM mikrofluidinis lašų rezonatorius
mikroskysčių mikroschemoje, ypač lašeliui aliejuje (lašelis aliejuje), dėl paviršiaus įtempimo ypatybių, dešimčių ar net šimtų mikronų skersmens, jis bus pakibęs aliejuje, sudarydamas beveik tobula sfera. Optimizavus lūžio rodiklį, pats lašelis yra puikus sferinis rezonatorius, kurio kokybės koeficientas didesnis nei 108. Taip pat išvengiama išgaravimo alyvoje problemos. Dėl santykinai didelių lašelių jie „sėdės“ ant viršutinės arba apatinės šoninių sienelių dėl tankio skirtumų. Šio tipo lašeliai gali naudoti tik šoninio sužadinimo režimą.
Paskelbimo laikas: 2023-10-23