Photonics mikro-nano terutamanya mengkaji undang-undang interaksi antara cahaya dan bahan pada skala mikro dan nano dan aplikasinya dalam penjanaan cahaya, penghantaran, peraturan, pengesanan dan penderiaan. Peranti sub-gelombang fotonik mikro-nano secara berkesan dapat meningkatkan tahap integrasi foton, dan ia dijangka mengintegrasikan peranti fotonik ke dalam cip optik kecil seperti cip elektronik. Plasmoni Nano-permukaan adalah bidang baru fotonik mikro-nano, yang terutamanya mengkaji interaksi antara cahaya dan perkara dalam struktur nano logam. Ia mempunyai ciri -ciri saiz kecil, kelajuan tinggi dan mengatasi had difraksi tradisional. Struktur Nanoplasma-Waveguide, yang mempunyai ciri-ciri penapisan medan dan penapisan resonans tempatan yang baik, adalah asas pembiakan nano, multiplexer bahagian gelombang, suis optik, laser dan peranti optik mikro-nano lain. Mikrokaviti optik mengurung cahaya ke kawasan kecil dan meningkatkan interaksi antara cahaya dan perkara. Oleh itu, mikrokaviti optik dengan faktor berkualiti tinggi adalah cara penting dalam sensasi sensitiviti dan pengesanan yang tinggi.
WGM Microcavity
Dalam tahun -tahun kebelakangan ini, mikrokaviti optik telah menarik banyak perhatian kerana potensi aplikasi yang hebat dan kepentingan saintifik. Mikrokaviti optik terutamanya terdiri daripada mikrosfera, mikrokolum, mikror dan geometri lain. Ia adalah sejenis resonator optik bergantung kepada morfologi. Gelombang cahaya dalam mikrokaviti sepenuhnya dicerminkan pada antara muka mikrokaviti, menghasilkan mod resonans yang dipanggil Whispering Gallery Mode (WGM). Berbanding dengan resonator optik yang lain, mikroresonator mempunyai ciri-ciri nilai Q yang tinggi (lebih besar daripada 106), jumlah mod rendah, saiz kecil dan integrasi mudah, dan lain-lain, dan telah digunakan untuk sensasi biokimia sensitiviti tinggi, laser ambang ultra-rendah dan tindakan tak linear. Matlamat penyelidikan kami adalah untuk mencari dan mengkaji ciri -ciri struktur yang berbeza dan morfologi mikrokaviti yang berbeza, dan untuk menggunakan ciri -ciri baru ini. Arahan penyelidikan utama termasuk: Ciri -ciri optik Penyelidikan mikrokaviti WGM, penyelidikan fabrikasi mikro, penyelidikan aplikasi mikro, dll.
Penderiaan biokimia mikrokaviti WGM
Dalam eksperimen ini, mod WGM yang tinggi-pesanan tinggi M1 (Rajah 1 (a)) digunakan untuk pengukuran penginderaan. Berbanding dengan mod pesanan rendah, sensitiviti mod pesanan tinggi sangat bertambah baik (Rajah 1 (b)).
Rajah 1. Mod resonans (a) rongga mikrokapilia dan kepekaan indeks refraktif yang sepadan (b)
Penapis optik yang boleh ditapis dengan nilai q yang tinggi
Pertama, radial perlahan -lahan mengubah mikrokaviti silinder ditarik keluar, dan kemudian penalaan panjang gelombang dapat dicapai dengan menggerakkan kedudukan gandingan secara mekanikal berdasarkan prinsip saiz bentuk sejak panjang gelombang resonan (Rajah 2 (a)). Prestasi yang boleh ditukar dan jalur lebar penapisan ditunjukkan dalam Rajah 2 (b) dan (c). Di samping itu, peranti ini dapat merealisasikan penderiaan anjakan optik dengan ketepatan sub-nanometer.
Rajah 2. Skema gambarajah penapis optik yang boleh ditapis (a), prestasi yang boleh ditapis (b) dan jalur lebar penapis (c)
WGM Resonator Drop Microfluidic
Dalam cip mikrofluid, terutamanya untuk titisan dalam minyak (titisan dalam minyak), kerana ciri-ciri ketegangan permukaan, untuk diameter puluhan atau bahkan beratus-ratus mikron, ia akan digantung dalam minyak, membentuk sfera yang hampir sempurna. Melalui pengoptimuman indeks biasan, titisan itu sendiri adalah resonator sfera yang sempurna dengan faktor kualiti lebih daripada 108. Ia juga mengelakkan masalah penyejatan dalam minyak. Untuk titisan yang agak besar, mereka akan "duduk" di dinding bahagian atas atau bawah kerana perbezaan ketumpatan. Titisan jenis ini hanya boleh menggunakan mod pengujaan sisi.
Masa Post: Okt-23-2023