Mikro-nano fotonika asosan yorug'lik va materiya o'rtasidagi mikro va nano miqyosdagi o'zaro ta'sir qonunini va uning yorug'likni yaratish, uzatish, tartibga solish, aniqlash va sezishda qo'llanilishini o'rganadi.Mikro-nano fotonik sub-to'lqin uzunlikdagi qurilmalar foton integratsiya darajasini samarali ravishda yaxshilashi mumkin va fotonik qurilmalarni elektron chiplar kabi kichik optik chipga birlashtirishi kutilmoqda.Nano-sirt plazmonikasi mikro-nano fotonikaning yangi sohasi bo'lib, u asosan metall nanostrukturalarda yorug'lik va moddaning o'zaro ta'sirini o'rganadi.U kichik o'lchamli, yuqori tezlik va an'anaviy diffraktsiya chegarasini engib o'tish xususiyatlariga ega.Yaxshi mahalliy maydonni yaxshilash va rezonans filtrlash xususiyatlariga ega bo'lgan nanoplasma-to'lqin yo'riqnomasi tuzilishi nano-filtr, to'lqin uzunligi bo'linish multipleksorlari, optik kalit, lazer va boshqa mikro-nano-optik qurilmalarning asosidir.Optik mikro bo'shliqlar yorug'likni kichik hududlar bilan chegaralaydi va yorug'lik va materiya o'rtasidagi o'zaro ta'sirni sezilarli darajada yaxshilaydi.Shuning uchun yuqori sifat omiliga ega bo'lgan optik mikrokavit yuqori sezuvchanlikni sezish va aniqlashning muhim usuli hisoblanadi.
WGM mikrokavitasi
So'nggi yillarda optik mikrokavit o'zining katta amaliy salohiyati va ilmiy ahamiyati tufayli katta e'tiborni tortdi.Optik mikrokavit asosan mikrosfera, mikrokolon, mikroring va boshqa geometriyalardan iborat.Bu morfologik bog'liq optik rezonatorning bir turi.Mikrokavitlardagi yorug'lik to'lqinlari mikrokavit interfeysida to'liq aks etadi, natijada shivirlash galereyasi rejimi (WGM) deb ataladigan rezonans rejimi paydo bo'ladi.Boshqa optik rezonatorlar bilan solishtirganda, mikrorezonatorlar yuqori Q qiymati (106 dan katta), past rejim hajmi, kichik o'lchamli va oson integratsiya va boshqalar xususiyatlariga ega va yuqori sezgir biokimyoviy zondlash, ultra past chegara lazer va boshqalar uchun qo'llaniladi. chiziqli bo'lmagan harakat.Bizning tadqiqot maqsadimiz mikrokavitlarning turli tuzilmalari va turli morfologiyalarining xususiyatlarini topish va o'rganish va bu yangi xususiyatlarni qo'llashdir.Tadqiqotning asosiy yo'nalishlariga quyidagilar kiradi: WGM mikro bo'shlig'ining optik xususiyatlarini o'rganish, mikrokavitatsiyani ishlab chiqarishni tadqiq qilish, mikrokavitani qo'llash tadqiqotlari va boshqalar.
WGM mikrokavitini biokimyoviy sezish
Tajribada o'lchovni sezish uchun to'rt tartibli yuqori tartibli WGM rejimi M1 (1-rasm (a)) ishlatilgan.Past tartibli rejim bilan solishtirganda, yuqori tartibli rejimning sezgirligi sezilarli darajada yaxshilandi (1-rasm (b)).
Shakl 1. Mikrokapillyar bo'shliqning rezonans rejimi (a) va unga mos keladigan sinishi ko'rsatkichi sezgirligi (b)
Yuqori Q qiymatiga ega sozlanishi optik filtr
Birinchidan, radial asta-sekin o'zgaruvchan silindrsimon mikrokavit chiqariladi, so'ngra to'lqin uzunligini sozlash rezonans to'lqin uzunligidan boshlab shakl o'lchami printsipi asosida bog'lanish holatini mexanik ravishda siljitish orqali amalga oshirilishi mumkin (2-rasm (a)).Sozlanishi mumkin bo'lgan ishlash va filtrlash o'tkazish qobiliyati 2 (b) va (c) shaklda ko'rsatilgan.Bundan tashqari, qurilma sub-nanometrli aniqlik bilan optik joy almashishni sezishni amalga oshirishi mumkin.
Shakl 2. Sozlanishi mumkin bo'lgan optik filtrning sxematik diagrammasi (a), sozlanishi unumdorligi (b) va filtr o'tkazuvchanligi (c)
WGM mikrosuyuqlik tushishi rezonatori
mikrosuyuqlik chipida, ayniqsa yog'dagi tomchi uchun (moydagi tomchilar), sirt tarangligining xususiyatlariga ko'ra, diametri o'nlab yoki hatto yuzlab mikronlar uchun u yog'da muallaq bo'lib, deyarli hosil bo'ladi. mukammal soha.Sinishi indeksini optimallashtirish orqali tomchining o'zi 108 dan ortiq sifat koeffitsientiga ega bo'lgan mukammal sferik rezonatordir. Shuningdek, u yog'da bug'lanish muammosidan qochadi.Nisbatan katta tomchilar uchun ular zichlikdagi farqlar tufayli yuqori yoki pastki yon devorlarga "o'tirishadi".Ushbu turdagi tomchilar faqat lateral qo'zg'alish rejimidan foydalanishi mumkin.
Yuborilgan vaqt: 2023-yil 23-oktabr