Што е микро-нано фотоника?

Микро-нано фотониката главно го проучува законот за интеракција помеѓу светлината и материјата во микро и нано скала и неговата примена во генерирање на светлина, пренос, регулатива, откривање и сензори. Уредите за под-бранова должина на микро-нано-фотоника можат ефикасно да го подобрат степенот на интеграција на фотоните и се очекува да ги интегрираат фотонските уреди во мал оптички чип како електронски чипови. Нано-површинската плазмоника е ново поле на микро-нано фотоника, кое главно ја проучува интеракцијата помеѓу светлината и материјата во металните наноструктури. Има карактеристики на мала големина, голема брзина и надминување на традиционалната граница на дифракција. Структурата на наноплазма-брановата, која има добро локално подобрување на полето и карактеристики на филтрирање на резонанца, е основа на нано-филтер, мултиплексија на поделба на бранова должина, оптички прекинувач, ласер и други микро-нано оптички уреди. Оптичките микрокавти ја ограничуваат светлината до ситните региони и значително ја подобруваат интеракцијата помеѓу светлината и материјата. Затоа, оптичката микрокавилност со високо квалитетен фактор е важен начин за сензори и откривање на висока чувствителност.

Microcavity WGM

Во последниве години, оптичката микрокавност привлече големо внимание заради неговиот голем потенцијал за примена и научното значење. Оптичката микрокавилност главно се состои од микросфера, микроколум, микроригирање и други геометрии. Тоа е еден вид морфолошки зависен оптички резонатор. Лесните бранови во микрокавтите се целосно рефлектирани на интерфејсот за микрокавитација, што резултира во режим на резонанца наречен режим на шепотење на галерија (WGM). Во споредба со другите оптички резонатори, микрорезонаторите имаат карактеристики на висока Q вредност (поголема од 106), волумен на низок режим, мала големина и лесна интеграција, итн., И се применуваат на биохемиско сензори со висока чувствителност, ултра-низок праг ласер и нелинеарно дејство. Нашата цел за истражување е да ги пронајдеме и проучуваме карактеристиките на различните структури и различните морфологии на микрокавтите и да ги примениме овие нови карактеристики. Главните насоки за истражување вклучуваат: Истражување на оптички карактеристики на WGM микрокавилност, истражување на измислица за микрокавилност, истражување на апликација на микрокавилност, итн.

Biochemical сензори за микроковост на WGM

Во експериментот, режимот WGM со висок ред со висок ред М1 (Сл. 1 (а)) се користеше за мерење на сензори. Во споредба со режимот со низок ред, чувствителноста на режимот со висок ред беше значително подобрена (Сл. 1 (б)).

Слика 1. режим на резонанца (а) на микрокапиларната празнина и соодветната чувствителност на индекс на рефракција (Б)

Оптички филтер за прилагодување со висока Q вредност

Прво, радијалниот полека се менува цилиндричната микрокавилност се извлекува, а потоа подесувањето на брановата должина може да се постигне со механички движење на положбата за спојување врз основа на принципот на големината на обликот од резонантната бранова должина (Слика 2 (а)). Перформансите за прилагодување и опсегот на филтрирање се прикажани на Слика 2 (б) и (в). Покрај тоа, уредот може да реализира оптички сензори за поместување со точност на под-нанометар.

Слика 2. Шематски дијаграм на оптички филтер за прилагодување (а), перформанси за прилагодување (б) и ширина на опсег на филтерот (C)

WGM микрофлуиден резонатор на пад

Во микрофлуидниот чип, особено за капката во маслото (капки во масло), заради карактеристиките на напнатоста на површината, за дијаметарот на десетици или дури стотици микрони, ќе биде суспендирана во маслото, формирајќи скоро совршена сфера. Преку оптимизација на индексот на рефракција, самата капка е совршен сферичен резонатор со квалитетен фактор од повеќе од 108. Исто така, го избегнува проблемот со испарување во маслото. За релативно големи капки, тие ќе „седат“ на горните или долните странични wallsидови како резултат на разликите во густината. Овој вид капка може да го користи само режимот на латерална побудување.