Mikro-nano fotonika daugiausia tiria šviesos ir materijos sąveikos dėsnius mikro ir nano lygmenimis bei jų taikymą šviesos generavimui, perdavimui, reguliavimui, aptikimui ir jutimui. Mikro-nano fotonikos subbangos ilgio įtaisai gali efektyviai pagerinti fotonų integracijos laipsnį ir tikimasi integruoti fotoninius įtaisus į mažus optinius lustus, tokius kaip elektroniniai lustai. Nanopaviršiaus plazmonika yra nauja mikro-nano fotonikos sritis, kurioje daugiausia tiriama šviesos ir materijos sąveika metalo nanostruktūrose. Ji pasižymi mažu dydžiu, dideliu greičiu ir tradicinės difrakcijos ribos įveikimu. Nanoplazmos-bangolaidžio struktūra, pasižyminti geromis vietinio lauko stiprinimo ir rezonanso filtravimo savybėmis, yra nanofiltrų, bangos ilgio dalijimo multipleksorių, optinių jungiklių, lazerių ir kitų mikro-nano optinių įtaisų pagrindas. Optinės mikroertmės apriboja šviesą mažuose regionuose ir labai pagerina šviesos ir materijos sąveiką. Todėl aukštos kokybės optinės mikroertmės yra svarbus didelio jautrumo jutimo ir aptikimo būdas.
WGM mikroertmė
Pastaraisiais metais optinės mikroertmės sulaukė didelio dėmesio dėl savo didelio pritaikymo potencialo ir mokslinės reikšmės. Optinę mikroertmę daugiausia sudaro mikrosferos, mikrokolonėlės, mikrožiedai ir kitos geometrinės formos. Tai yra morfologiškai priklausomas 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 didele Q verte (didesne nei 106), mažu režimo tūriu, mažu dydžiu ir lengvu integravimu ir kt., ir yra taikomi didelio jautrumo biocheminiams jutikliams, itin žemo slenksčio lazeriams ir netiesiniam veikimui. Mūsų tyrimų tikslas – rasti ir ištirti skirtingų struktūrų ir skirtingų mikroertmių morfologijų savybes bei pritaikyti šias naujas savybes. Pagrindinės tyrimų kryptys apima: WGM mikroertmių optinių charakteristikų tyrimus, mikroertmių gamybos tyrimus, mikroertmių taikymo tyrimus ir kt.
WGM mikroertmės biocheminis jutimas
Eksperimente jutimo matavimui buvo naudojamas keturių eilių aukštos eilės WGM režimas M1 (1 pav. (a)). Palyginti su žemos eilės režimu, aukštos eilės režimo jautrumas buvo labai pagerintas (1 pav. (b)).
1 pav. Mikrokapiliaro ertmės rezonansinis režimas (a) ir atitinkamas lūžio rodiklio jautrumas (b)
Reguliuojamas optinis filtras su didele Q verte
Pirmiausia ištraukiama radialinė lėtai kintanti cilindrinė mikroertmė, o tada bangos ilgio derinimas gali būti atliekamas mechaniškai keičiant sujungimo padėtį pagal formos dydžio principą nuo rezonansinio bangos ilgio (2 pav. (a)). Derinamas našumas ir filtravimo pralaidumas parodyti 2 pav. (b) ir (c). Be to, įrenginys gali realizuoti optinį poslinkio jutimą subnanometrų tikslumu.
2 pav. Derinamo optinio filtro (a), derinamo našumo (b) ir filtro pralaidumo (c) schema
WGM mikrofluidinis lašų rezonatorius
Mikrofluidiniame luste, ypač lašeliams aliejuje (lašeliai aliejuje), dėl paviršiaus įtempimo ypatybių, dešimčių ar net šimtų mikronų skersmens lašeliai bus suspenduoti aliejuje, sudarydami beveik tobulą sferą. Optimizavus lūžio rodiklį, pats lašelis yra tobulas sferinis rezonatorius, kurio kokybės koeficientas yra didesnis nei 108. Tai taip pat padeda išvengti garavimo aliejuje problemos. Santykinai dideli lašeliai dėl tankio skirtumų „sėdės“ ant viršutinės arba apatinės šoninės sienelės. Šio tipo lašeliai gali naudoti tik šoninio sužadinimo režimą.
Įrašo laikas: 2023 m. spalio 23 d.