Micro-nano-fotonica bestudeert voornamelijk de wet van interactie tussen licht en materie op micro- en nano-schaal en de toepassing ervan bij het genereren van licht, transmissie, regulering, detectie en detectie. Micro-nano fotonica sub-golflengte-apparaten kunnen de mate van fotonintegratie effectief verbeteren, en er wordt verwacht dat het fotonische apparaten integreert in een kleine optische chip zoals elektronische chips. Nano-oppervlak Plasmonics is een nieuw veld van micro-nano-fotonica, die voornamelijk de interactie tussen licht en materie bestudeert in metalen nanostructuren. Het heeft de kenmerken van kleine, hoge snelheid en het overwinnen van de traditionele diffractielimiet. Nanoplasma-golfgeleiderstructuur, die goede lokale veldverbetering en resonantiefilterkarakteristieken heeft, is de basis van multiplexer van nanobilter, golflengte-divisie, optische switch, laser en andere optische apparaten voor micro-nano. Optische microcavities beperken licht tot kleine gebieden en verbeteren de interactie tussen licht en materie aanzienlijk. Daarom is de optische microcaviteit met hoge kwaliteitsfactor een belangrijke manier van hoge gevoeligheid en detectie.
WGM Microcavity
In de afgelopen jaren heeft de optische microcaviteit veel aandacht getrokken vanwege het grote toepassingspotentieel en de wetenschappelijke betekenis. De optische microcaviteit bestaat voornamelijk uit microsfeer, microcolumn, microring en andere geometrieën. Het is een soort morfologische afhankelijke optische resonator. Lichtgolven in microcavities worden volledig weerspiegeld op de microcavity -interface, wat resulteert in een resonantiemodus genaamd Whispering Gallery Mode (WGM). In vergelijking met andere optische resonatoren hebben microsonatoren de kenmerken van hoge Q-waarde (groter dan 106), een laag modusvolume, kleine grootte en eenvoudige integratie, enz., En zijn toegepast op biochemische sensing met hoge gevoeligheid, ultra-lage drempellaser en niet-lineaire actie. Ons onderzoeksdoel is het vinden en bestuderen van de kenmerken van verschillende structuren en verschillende morfologieën van microwonden en om deze nieuwe kenmerken toe te passen. De belangrijkste onderzoeksrichtingen omvatten: Optische kenmerken Onderzoek van WGM -microvaatheid, fabricagesonderzoek van microviteit, applicatieonderzoek van microviteit, enz.
WGM microcavity biochemische detectie
In het experiment werd de WGM-modus M1 (Fig. 1 (A)) van de vier-orde hoge orde gebruikt voor detectiemeting. Vergeleken met de modus met lage orde, was de gevoeligheid van de hoge-orde-modus sterk verbeterd (Fig. 1 (b)).
Figuur 1. Resonantiemodus (a) van de microcapillaire holte en de overeenkomstige brekingsindexgevoeligheid (b)
Afstelbaar optisch filter met hoge Q -waarde
Eerst wordt de radiale langzaam veranderende cilindrische microcaviteit uitgetrokken, en vervolgens kan de golflengte -afstemming worden bereikt door de koppelingspositie mechanisch te verplaatsen op basis van het principe van vormgrootte sinds de resonantiegolflengte (figuur 2 (a)). De instelbare prestaties en filterbandbreedte worden getoond in figuur 2 (b) en (c). Bovendien kan het apparaat optische verplaatsingsdetectie realiseren met de nauwkeurigheid van de sub-nanometer.
Figuur 2. Schematisch diagram van instelbaar optisch filter (a), instelbare prestaties (b) en filterbandbreedte (c)
WGM microfluïdische druppelresonator
In de microfluïdische chip, vooral voor de druppel in de olie (druppel in-olie), vanwege de kenmerken van de oppervlaktespanning, voor de diameter van tientallen of zelfs honderden micron, wordt deze in de olie gesuspendeerd, die een bijna perfecte bol vormt. Door de optimalisatie van brekingsindex is de druppel zelf een perfecte sferische resonator met een kwaliteitsfactor van meer dan 108. Het vermijdt ook het probleem van verdamping in de olie. Voor relatief grote druppeltjes zullen ze op de bovenste of onderste zijwanden 'zitten' vanwege dichtheidsverschillen. Dit type druppel kan alleen de laterale excitatiemodus gebruiken.
Posttijd: 23-2023