„Micro-Nano“ fotonikai daugiausia tiria šviesos ir medžiagos sąveikos dėsnį mikro ir nano skalėje ir jos pritaikymą šviesos kartos, perdavimo, reguliavimo, aptikimo ir jutimo metu. „Micro-Nano“ fotonikos bangos ilgio įtaisai gali efektyviai pagerinti fotonų integracijos laipsnį, ir tikimasi, kad fotoniniai įrenginiai integruoti į mažą optinį mikroschemą, pavyzdžiui, elektroninius lustus. Nano paviršiaus plazmonika yra naujas mikro-nano fotonikos laukas, kuriame daugiausia tiriama šviesos ir medžiagos sąveika metalo nanostruktūrose. Jis pasižymi mažo dydžio, didelio greičio savybėmis ir įveikia tradicinę difrakcijos ribą. „Nanoplasma“ bangos schemos struktūra, turinti gerą vietinio lauko patobulinimo ir rezonanso filtravimo charakteristikų, yra nano filtro, bangos ilgio padalijimo multiplekserio, optinio jungiklio, lazerio ir kitų mikro-nano optinių prietaisų pagrindas. Optiniai mikrokavertai apsiriboja mažais regionais ir labai padidina šviesos ir materijos sąveiką. Todėl optinis mikrokavitacija, turinti aukštos kokybės koeficientą, yra svarbus aukšto jautrumo jutimo ir aptikimo būdas.
WGM mikrokavitacija
Pastaraisiais metais optinis mikrokavitacija sulaukė daug dėmesio dėl savo puikaus taikymo potencialo ir mokslinės reikšmės. Optinį mikrokavitaciją daugiausia sudaro mikrsofera, mikrokoluminiai, mikrorai ir kitos geometrijos. Tai yra savotiškas nuo morfologinio optinio rezonatoriaus. Mikrokavitavų šviesos bangos mikrokavitacijos sąsajoje visiškai atsispindi, todėl atsiranda rezonanso režimas, vadinamas „Whispering“ galerijos režimu (WGM). Palyginti su kitais optiniais rezonatoriais, mikroruresonatoriai pasižymi didelės Q vertės (didesnės nei 106), mažo režimo tūrio, mažo dydžio ir lengvos integracijos ir kt. Charakteristikomis, ir jie buvo pritaikyti didelio jautrumo biocheminiam jutikliui, ypač mažam slenksčio lazeriui ir Netiesinis veiksmas. Mūsų tyrimų tikslas yra surasti ir ištirti skirtingų struktūrų ir skirtingų mikrokaveracijų morfologijų savybes ir pritaikyti šias naujas savybes. Pagrindinės tyrimų kryptys apima: WGM mikrokavitacijos optines charakteristikos, mikrokavitacijos gamybos tyrimai, mikrokavitacijos taikymo tyrimai ir kt.
WGM mikrokavitacijos biocheminis jutimas
Eksperimente matavimui buvo naudojamas keturių eilučių aukštos eilės WGM režimas M1 (1 pav. (A)). Palyginti su žemos eilės režimu, labai pagerėjo aukštos eilės režimo jautrumas (1 pav. (B)).
1 paveikslas. Mikrokapiliarinės ertmės rezonanso režimas (a) ir atitinkamas jos refrakcijos indekso jautrumas (B)
Suderinamas optinis filtras su didele Q verte
Pirma, ištraukiamas radialinis lėtai keičiantis cilindrinis mikrokavitacija, o tada bangos ilgio derinimą galima pasiekti mechaniškai perkeliant jungties padėtį pagal formos dydžio principą nuo rezonansinio bangos ilgio (2 pav. (A)). Derinamas našumas ir filtravimo pralaidumas parodytas 2 (b) ir (c) paveiksluose. Be to, įrenginys gali realizuoti optinį poslinkio jutiklį, kurio tikslumas yra sub-nanometras.
2 pav.
WGM mikrofluidinis kritimo rezonatorius
Mikrofluidiniame luste, ypač alyvoje (lašelyje esančiame aliejuje) dėl paviršiaus įtempimo charakteristikų, dešimties ar net šimtų mikronų skersmens, jis bus pakabintas aliejuje ir sudaro beveik A formant tobula sfera. Optimizuodamas lūžio rodiklį, pats lašelis yra puikus sferinio rezonatorius, kurio kokybės koeficientas yra didesnis nei 108. Tai taip pat išvengia alyvos išgarinimo problemos. Dėl palyginti didelių lašelių jie „sėdės“ ant viršutinės ar apatinės šoninės sienos dėl tankio skirtumų. Šio tipo lašeliai gali naudoti tik šoninį sužadinimo režimą.
Pašto laikas: 2012 m. Spalio 23 d