Микро-нано фотоника негізінен микро және нано масштабтағы жарық пен заттың өзара әрекеттесу заңын және оның жарық жасау, өткізу, реттеу, анықтау және сезінуде қолданылуын зерттейді. Микро-нано фотоникалық толқын ұзындығы бар құрылғылар фотонды біріктіру дәрежесін тиімді жақсарта алады және фотоникалық құрылғыларды электронды чиптер сияқты шағын оптикалық чипке біріктіреді деп күтілуде. Нано-беттік плазмоника - бұл негізінен металл наноқұрылымдарындағы жарық пен заттың өзара әрекеттесуін зерттейтін микро-нано фотониканың жаңа саласы. Ол шағын өлшемді, жоғары жылдамдықты және дәстүрлі дифракция шегін еңсеру сипаттамаларына ие. Жақсы жергілікті өрісті жақсарту және резонанстық сүзу сипаттамалары бар наноплазма-толқын бағыттағыш құрылымы нано-сүзгі, толқын ұзындығын бөлу мультиплексоры, оптикалық қосқыш, лазер және басқа микро-нанооптикалық құрылғылардың негізі болып табылады. Оптикалық микроқуыстар жарықты кішкентай аймақтармен шектейді және жарық пен заттың өзара әрекеттесуін айтарлықтай жақсартады. Сондықтан жоғары сапалы факторы бар оптикалық микроқуыс жоғары сезімталдықты сезіну мен анықтаудың маңызды тәсілі болып табылады.
WGM микроқуыстығы
Соңғы жылдары оптикалық микроқуыс өзінің үлкен қолданбалы әлеуеті мен ғылыми маңыздылығына байланысты көп назар аударды. Оптикалық микроқуыс негізінен микросферадан, микроколоннадан, микро сақинадан және басқа геометриялардан тұрады. Бұл морфологиялық тәуелді оптикалық резонатордың бір түрі. Микроқуыстардағы жарық толқындары микроқуыстық интерфейсінде толығымен шағылысады, нәтижесінде сыбырлы галерея режимі (WGM) деп аталатын резонанс режимі пайда болады. Басқа оптикалық резонаторлармен салыстырғанда, микрорезонаторлар жоғары Q мәні (106-дан жоғары), төмен режим көлемі, шағын өлшем және оңай біріктіру және т. сызықтық емес әрекет. Біздің зерттеу мақсатымыз микроқуыстықтардың әртүрлі құрылымдары мен әртүрлі морфологияларының сипаттамаларын табу және зерттеу және осы жаңа сипаттамаларды қолдану болып табылады. Зерттеудің негізгі бағыттарына мыналар жатады: WGM микроқуысының оптикалық сипаттамаларын зерттеу, микроқуысты өндіруді зерттеу, микроқуысты қолданбалы зерттеу және т.б.
WGM микроқуысты биохимиялық зондтау
Тәжірибеде өлшеуді өлшеу үшін төрт ретті жоғары ретті WGM режимі M1 (1(а)-сурет) пайдаланылды. Төмен ретті режиммен салыстырғанда жоғары ретті режимнің сезімталдығы айтарлықтай жақсарды (1(b)-сурет).
Сурет 1. Микрокапиллярлық қуыстың резонанстық режимі (а) және оның сәйкес сыну көрсеткішінің сезімталдығы (b)
Жоғары Q мәні бар реттелетін оптикалық сүзгі
Алдымен радиалды баяу өзгеретін цилиндрлік микроқуысты шығарып алады, содан кейін толқын ұзындығын реттеуге резонанстық толқын ұзындығынан бастап пішін өлшемі принципіне негізделген ілінісу орнын механикалық жылжыту арқылы қол жеткізуге болады (2 (а) сурет). Реттеуге болатын өнімділік пен сүзгі өткізу қабілеттілігі 2 (b) және (c) суретте көрсетілген. Бұған қоса, құрылғы суб-нанометрлік дәлдікпен оптикалық орын ауыстыруды сезінуді жүзеге асыра алады.
Сурет 2. Реттелетін оптикалық сүзгінің схемалық диаграммасы (a), реттелетін өнімділік (b) және сүзгі өткізу қабілеттілігі (c)
WGM микрофлюидтік тамшы резонаторы
микрофлюидтік чипте, әсіресе мұнайдағы тамшы үшін (тамшы майдағы) беттік керілу сипаттамаларына байланысты диаметрі ондаған, тіпті жүздеген микрондар үшін ол мұнайда ілініп, шамамен тамаша сфера. Сыну көрсеткішін оңтайландыру арқылы тамшының өзі сапа коэффициенті 108-ден асатын тамаша сфералық резонатор болып табылады. Сондай-ақ мұнайдағы булану мәселесін болдырмайды. Салыстырмалы түрде үлкен тамшылар үшін олар тығыздық айырмашылығына байланысты жоғарғы немесе төменгі бүйір қабырғаларында «отырылады». Тамшылардың бұл түрі тек бүйірлік қозу режимін пайдалана алады.
Хабарлама уақыты: 23 қазан 2023 ж