Микро-нанофотоника негизинен микро жана нано масштабда жарык менен заттын өз ара аракеттенүү мыйзамын жана анын жарыкты пайда кылууда, өткөрүүдө, жөнгө салууда, аныктоодо жана сезүүдө колдонулушун изилдейт. Микро-нанофотоникалык субтолкун узундугундагы түзүлүштөр фотондордун интеграциялануу даражасын натыйжалуу жакшырта алат жана фотондук түзүлүштөрдү электрондук чиптер сыяктуу кичинекей оптикалык чипке интеграциялайт деп күтүлүүдө. Нано-беттик плазмоника - бул негизинен металл наноструктураларындагы жарык менен заттын өз ара аракеттенүүсүн изилдеген микро-нанофотониканын жаңы тармагы. Ал кичинекей өлчөм, жогорку ылдамдык жана салттуу дифракция чегинен өтүү мүнөздөмөлөрүнө ээ. Жергиликтүү талааны жакшыртуу жана резонанстык чыпкалоо мүнөздөмөлөрүнө ээ болгон наноплазма-толкун өткөргүч түзүлүшү нано-чыпканын, толкун узундугун бөлүү мультиплексорунун, оптикалык которгучтун, лазердин жана башка микро-нано оптикалык түзүлүштөрдүн негизи болуп саналат. Оптикалык микрокөңдөйлөр жарыкты кичинекей аймактар менен чектеп, жарык менен заттын өз ара аракеттенүүсүн бир топ жакшыртат. Ошондуктан, жогорку сапаттагы факторго ээ оптикалык микрокөңдөй жогорку сезгичтикти сезүүнүн жана аныктоонун маанилүү жолу болуп саналат.
WGM микрокавитаты
Акыркы жылдары оптикалык микрокөңдөй өзүнүн чоң колдонуу потенциалына жана илимий маанисине байланыштуу көп көңүл бурду. Оптикалык микрокөңдөй негизинен микросферадан, микроколоннадан, микрошакекчеден жана башка геометриялардан турат. Ал морфологиялык көз каранды оптикалык резонатордун бир түрү. Микрокөңдөйлөрдөгү жарык толкундары микрокөңдөй интерфейсинде толук чагылдырылат, натыйжада шыбыроо галереясы режими (WGM) деп аталган резонанстык режим пайда болот. Башка оптикалык резонаторлорго салыштырмалуу микрорезонаторлор жогорку Q мааниси (106дан жогору), төмөнкү режимдик көлөм, кичинекей өлчөм жана оңой интеграциялоо ж.б. мүнөздөмөлөрүнө ээ жана жогорку сезгичтиктеги биохимиялык сезүүгө, өтө төмөнкү босого лазерине жана сызыктуу эмес аракетке колдонулган. Биздин изилдөө максатыбыз - микрокөңдөйлөрдүн ар кандай структураларынын жана ар кандай морфологияларынын мүнөздөмөлөрүн табуу жана изилдөө, ошондой эле бул жаңы мүнөздөмөлөрдү колдонуу. Негизги изилдөө багыттары: WGM микрокөңдөйүнүн оптикалык мүнөздөмөлөрүн изилдөө, микрокөңдөйдүн жасалма изилдөөсү, микрокөңдөйдүн колдонмо изилдөөсү ж.б.
WGM микрокавиталык биохимиялык сенсор
Экспериментте сенсордук өлчөө үчүн төрт тартиптүү жогорку тартиптүү WGM режими M1 (1-сүрөт(а)) колдонулган. Төмөнкү тартиптүү режим менен салыштырганда, жогорку тартиптүү режимдин сезгичтиги бир топ жакшырган (1(б)-сүрөт).
1-сүрөт. Микрокапиллярдык көңдөйдүн резонанстык режими (а) жана ага тиешелүү сынуу көрсөткүчүнүн сезгичтиги (б)
Жогорку Q мааниси бар жөнгө салынуучу оптикалык чыпка
Алгач, радиалдык жай өзгөрүп турган цилиндр формасындагы микрокөңдөй суурулуп чыгарылат, андан кийин толкун узундугун жөнгө салууга резонанстык толкун узундугунан бери форманын өлчөмү принцибине негизделген байланыш позициясын механикалык түрдө жылдыруу менен жетишүүгө болот (2-сүрөт (а)). Жөнгө салынуучу аткаруу жана чыпкалоо өткөрүү жөндөмдүүлүгү 2-сүрөттө (b) жана (c) көрсөтүлгөн. Мындан тышкары, түзмөк нанометрден төмөн тактык менен оптикалык жылышуу сенсорун ишке ашыра алат.
2-сүрөт. Жөнгө салынуучу оптикалык чыпканын схемалык диаграммасы (а), жөндөлүүчү иштеши (b) жана чыпканын өткөрүү жөндөмдүүлүгү (c)
WGM микрофлюиддик тамчы резонатору
микрофлюиддик чипте, айрыкча майдагы тамчы үчүн (майдагы тамчы), беттик чыңалуу мүнөздөмөлөрүнөн улам, ондогон же жүздөгөн микрон диаметри үчүн ал майга илинип, дээрлик кемчиликсиз сфераны түзөт. Сынуу көрсөткүчүн оптималдаштыруу аркылуу тамчы өзү 108ден ашык сапат коэффициенти бар кемчиликсиз сфералык резонатор болуп саналат. Ошондой эле, ал майдагы буулануу көйгөйүнөн качат. Салыштырмалуу чоң тамчылар үчүн алар тыгыздыктын айырмачылыктарынан улам жогорку же төмөнкү каптал дубалдарда "отушат". Бул типтеги тамчы каптал дүүлүктүрүү режимин гана колдоно алат.
Жарыяланган убактысы: 2023-жылдын 23-октябры