Een gezamenlijk onderzoeksteam van Harvard Medical School (HMS) en MIT General Hospital zegt dat ze de afstemming van de output van een microdisk -laser hebben bereikt met behulp van de PEC -etsenmethode, waardoor een nieuwe bron is voor nanofotoniek en biomedicine "veelbelovend."
(De uitgang van de microdisk -laser kan worden aangepast door de pEC -etsenmethode)
Op het gebied vannanofotonieken biomedicine, microdisklasersen nanodisk -lasers zijn veelbelovend gewordenLichtbronnenen sondes. In verschillende toepassingen zoals fotonische communicatie op chip, bio-imaging, biochemische detectie en kwantumfotoninformatieverwerking, moeten ze laseruitgang bereiken bij het bepalen van de golflengte en de nauwkeurigheid van de ultra-narrow. Het blijft echter een uitdaging om microdisk en nanodisk -lasers van deze precieze golflengte op grote schaal te produceren. Huidige nanofabricageprocessen introduceren de willekeur van de schijfdiameter, waardoor het moeilijk is om een vaste golflengte te verkrijgen in lasermassaverwerking en productie. Nu een team van onderzoekers van Harvard Medical School en het Wellman Center van Massachusetts General Hospital voorOpto -elektronische geneeskundeheeft een innovatieve optochemische (PEC) etstechniek ontwikkeld die helpt om de lasergolflengte van een microdisk -laser met subnanometer nauwkeurigheid nauwkeurig af te stemmen. Het werk wordt gepubliceerd in het tijdschrift Advanced Photonics.
Fotochemisch etsen
Volgens rapporten maakt de nieuwe methode van het team de vervaardiging van micro-disk-lasers en nanodisk-laserarrays mogelijk met precieze, vooraf bepaalde emissiegolflengten. De sleutel tot deze doorbraak is het gebruik van PEC-etsen, die een efficiënte en schaalbare manier biedt om de golflengte van een microdisc-laser te verfijnen. In de bovenstaande resultaten verkreeg het team met succes indium galliumarsenidefosfatie microdisks bedekt met silica op de indiumfosfidekolomstructuur. Vervolgens stemden ze de lasergolflengte van deze microdisks precies op een bepaalde waarde door fotochemische etsen uit te voeren in een verdunde oplossing van zwavelzuur.
Ze onderzochten ook de mechanismen en dynamiek van specifieke fotochemische (PEC) etsen. Ten slotte brachten ze de golflengte-afgestemde microdisk-array over op een polydimethylsiloxaansubstraat om onafhankelijke, geïsoleerde laserdeeltjes met verschillende lasergolflengten te produceren. De resulterende microdisk toont een ultra-brede bandbandbreedte van laseremissie, met delaserop de kolom minder dan 0,6 nm en het geïsoleerde deeltje van minder dan 1,5 nm.
De deur openen voor biomedische toepassingen
Dit resultaat opent de deur naar veel nieuwe nanofotoniek en biomedische toepassingen. For example, stand-alone microdisk lasers can serve as physico-optical barcodes for heterogeneous biological samples, enabling the labeling of specific cell types and the targeting of specific molecules in multiplex analysis.Cell type-specific labeling is currently performed using conventional biomarkers, such as organic fluorophores, quantum dots, and fluorescent beads, which have wide emission linewidths. Aldus kunnen slechts enkele specifieke celtypen tegelijkertijd worden gelabeld. De ultra-narrow bandlichtemissie van een microdisk-laser kan daarentegen meer celtypen tegelijkertijd identificeren.
Het team testte en demonstreerde met succes precies afgestemde microdisk -laserdeeltjes als biomarkers, met behulp van gekweekte normale borstepitheelcellen MCF10A. Met hun ultrabreedbandemissie kunnen deze lasers mogelijk een revolutie teweegbrengen in biosensing, met behulp van bewezen biomedische en optische technieken zoals cytodynamische beeldvorming, flowcytometrie en multi-omics-analyse. De technologie op basis van PEC -etsen is een belangrijke opmars in microdisk -lasers. De schaalbaarheid van de methode, evenals de precisie van de subnanometer, opent nieuwe mogelijkheden voor talloze toepassingen van lasers in nanofotoniek en biomedische apparaten, evenals barcodes voor specifieke celpopulaties en analytische moleculen.
Posttijd: 29-2024