Il-fotonika mikro-nano tistudja prinċipalment il-liġi tal-interazzjoni bejn id-dawl u l-materja fuq skala mikro u nano u l-applikazzjoni tagħha fil-ġenerazzjoni tad-dawl, trasmissjoni, regolazzjoni, skoperta u sensing. L-apparati ta 'sub-wavelength mikro-nano fotonika jistgħu jtejbu b'mod effettiv il-grad ta' integrazzjoni tal-fotoni, u huwa mistenni li jintegra apparati fotoniċi f'ċippa ottika żgħira bħal ċipep elettroniċi. Nano-plażmonika tal-wiċċ hija qasam ġdid ta 'mikro-nano fotonika, li prinċipalment tistudja l-interazzjoni bejn id-dawl u l-materja fin-nanostrutturi tal-metall. Għandu l-karatteristiċi ta 'daqs żgħir, veloċità għolja u jegħleb il-limitu ta' diffrazzjoni tradizzjonali. Struttura ta 'nanoplasma-waveguide, li għandha karatteristiċi ta' titjib tal-kamp lokali tajba u filtrazzjoni tar-reżonanza, hija l-bażi ta 'nano-filtru, multiplexer tad-diviżjoni tal-wavelength, swiċċ ottiku, laser u apparat ottiku mikro-nano ieħor. Il-mikrokavitajiet ottiċi jillimitaw id-dawl għal reġjuni ċkejkna u jtejbu ħafna l-interazzjoni bejn id-dawl u l-materja. Għalhekk, il-mikrokavità ottika b'fattur ta 'kwalità għolja hija mod importanti ta' sensing u skoperta ta 'sensittività għolja.
mikrokavità WGM
F'dawn l-aħħar snin, il-mikrokavità ottika ġibdet ħafna attenzjoni minħabba l-potenzjal kbir ta 'applikazzjoni u s-sinifikat xjentifiku tagħha. Il-mikrokavità ottika tikkonsisti prinċipalment minn mikrosfera, mikrokolonna, mikroring u ġeometriji oħra. Huwa tip ta 'resonator ottiku dipendenti morfoloġiku. Il-mewġ tad-dawl fil-mikrokavitajiet huma riflessi bis-sħiħ fl-interface tal-mikrokavitajiet, li jirriżultaw f'modalità ta 'reżonanza msejħa modalità gallerija whispering (WGM). Meta mqabbla ma 'reżonaturi ottiċi oħra, mikroresonaturi għandhom il-karatteristiċi ta' valur Q għoli (akbar minn 106), volum ta 'modalità baxx, daqs żgħir u integrazzjoni faċli, eċċ., u ġew applikati għal sensing bijokimiku ta' sensittività għolja, laser ta 'limitu ultra-baxx u azzjoni mhux lineari. L-għan tar-riċerka tagħna huwa li nsibu u nistudjaw il-karatteristiċi ta 'strutturi differenti u morfoloġiji differenti ta' mikrokavitajiet, u li napplikaw dawn il-karatteristiċi ġodda. Id-direzzjonijiet ewlenin tar-riċerka jinkludu: riċerka tal-karatteristiċi ottiċi tal-mikrokavità WGM, riċerka tal-fabbrikazzjoni tal-mikrokavità, riċerka tal-applikazzjoni tal-mikrokavità, eċċ.
Sensing bijokimiku tal-mikrokavità WGM
Fl-esperiment, il-modalità WGM ta 'ordni għolja ta' erba 'ordnijiet M1(FIG. 1(a)) intuża għall-kejl tas-sensing. Meta mqabbel mal-mod ta 'ordni baxx, is-sensittività tal-mod ta' ordni għolja tjiebet ħafna (FIG. 1(b)).
Figura 1. Mod ta’ reżonanza (a) tal-kavità mikrokapillari u s-sensittività korrispondenti ta’ l-indiċi ta’ rifrazzjoni tagħha (b)
Filtru ottiku tunable b'valur Q għoli
L-ewwelnett, il-mikrokavità ċilindrika radjali li tinbidel bil-mod tinġibed 'il barra, u mbagħad l-irfinar tal-wavelength jista' jinkiseb billi tiċċaqlaq mekkanikament il-pożizzjoni tal-akkoppjar ibbażata fuq il-prinċipju tad-daqs tal-forma peress li t-tul tal-mewġ reżonanti (Figura 2 (a)). Il-prestazzjoni sintonizzabbli u l-bandwidth tal-filtrazzjoni huma murija fil-Figura 2 (b) u (c). Barra minn hekk, l-apparat jista 'jirrealizza s-sensing ta' spostament ottiku bi preċiżjoni sub-nanometru.
Figura 2. Dijagramma skematika tal-filtru ottiku tunable (a), prestazzjoni tunable (b) u bandwidth tal-filtru (c)
Resonatur qatra mikrofluwidi WGM
fiċ-ċippa microfluidic, speċjalment għall-qtar fiż-żejt (droplet in-oil), minħabba l-karatteristiċi tat-tensjoni tal-wiċċ, għad-dijametru ta 'għexieren jew saħansitra mijiet ta' mikroni, se jkun sospiż fiż-żejt, li jifforma kważi sfera perfetta. Permezz tal-ottimizzazzjoni tal-indiċi refrattiv, il-qtar innifsu huwa resonatur sferiku perfett b'fattur ta 'kwalità ta' aktar minn 108. Tevita wkoll il-problema tal-evaporazzjoni fiż-żejt. Għal qtar relattivament kbar, dawn se "joqogħdu" fuq il-ħitan tal-ġnub ta 'fuq jew t'isfel minħabba differenzi ta' densità. Dan it-tip ta 'qtar jista' juża biss il-mod ta 'eċitazzjoni laterali.
Ħin tal-post: Ottubru-23-2023