Mikro-Nano Photonik studéiert haaptsächlech d'Gesetz vun der Interaktioun tëscht Liicht a Matière op Mikro- an Nano-Skala a seng Uwendung a Liichtgeneratioun, Iwwerdroung, Reguléierung, Detektioun a Sensing. Mikro-Nano Photonik Ënner-Wellenlängt Geräter kënnen effektiv de Grad vun der Photonintegratioun verbesseren, an et gëtt erwaart Photonesch Geräter an e klengen opteschen Chip wéi elektronesch Chips z'integréieren. Nano-Surface plasmonics ass en neit Gebitt vun der Mikro-Nano Photonik, déi haaptsächlech d'Interaktioun tëscht Liicht a Matière an Metall Nanostrukturen studéiert. Et huet d'Charakteristike vu klenger Gréisst, héijer Geschwindegkeet an iwwerwannen déi traditionell Diffraktiounsgrenz. Nanoplasma-Waveguide Struktur, déi gutt lokal Feldverbesserung a Resonanzfiltereigenschaften huet, ass d'Basis vum Nano-Filter, Wellelängt Divisiounsmultiplexer, opteschen Schalter, Laser an aner Mikro-Nano opteschen Apparater. Optesch Mikrokavitéite beschränken d'Liicht op kleng Regiounen a verbesseren d'Interaktioun tëscht Liicht a Matière staark. Dofir ass den opteschen Mikrokavitéit mat héije Qualitéitsfaktor e wichtege Wee fir héich Empfindlechkeet Sensing an Detektioun.
WGM microcavity
An de leschte Joeren huet optesch Mikrokavitéit vill Opmierksamkeet ugezunn wéinst sengem grousse Applikatiounspotenzial a wëssenschaftlecher Bedeitung. Déi optesch Mikrokavitéit besteet haaptsächlech aus Mikrosphär, Mikrokolonne, Mikroring an aner Geometrien. Et ass eng Zort morphologesch ofhängeg opteschen Resonator. Liichtwellen a Mikrokavitéite gi voll an der Mikrokavitéit-Interface reflektéiert, wat zu engem Resonanzmodus resultéiert deen Whispering Gallery Mode (WGM) genannt gëtt. Am Verglach mat aneren opteschen Resonatoren hunn d'Mikroresonatoren d'Charakteristike vum héije Q Wäert (méi wéi 106), niddereg Modusvolumen, kleng Gréisst an einfach Integratioun, asw. net-linear Aktioun. Eist Fuerschungsziel ass d'Charakteristike vu verschiddene Strukturen a verschiddene Morphologien vu Mikrokavitéiten ze fannen an ze studéieren, an dës nei Charakteristiken z'applizéieren. D'Haaptrei Fuerschung Richtungen enthalen: optesch Charakteristiken Fuerschung vun WGM microcavity, fabrication Fuerschung vun microcavity, Applikatioun Fuerschung vun microcavity, etc.
WGM microcavity biochemesch Sensatioun
Am Experiment gouf de véier-Uerdnung héich-Uerdnung WGM Modus M1 (Fig. 1 (a)) fir Sensatioun Miessung benotzt. Am Verglach mam Low-Commande Modus war d'Sensibilitéit vum High-Commande Modus staark verbessert (Fig. 1 (b)).
Figur 1. Resonanz Modus (a) vun der microcapillary Kavitéit a seng entspriechend refractive Index Empfindlechkeet (b)
Tunable opteschen Filter mat héije Q Wäert
Als éischt gëtt d'radial lues verännert zylindresch Mikrokavitéit erausgezunn, an da kann d'Wellenlängttuning erreecht ginn andeems d'Kupplungspositioun mechanesch bewegt baséiert op dem Prinzip vun der Formgréisst zënter der Resonanzwellelängt (Figur 2 (a)). D'tunable Leeschtung an Filter bandwidth sinn an der Figur 2 (b) an (c) gewisen. Zousätzlech kann den Apparat optesch Verdrängungssensing mat sub-nanometer Genauegkeet realiséieren.
Figure 2. Schematesch Diagramm vun tunable opteschen Filter (a), tunable Leeschtung (b) a Filter bandwidth (c)
WGM microfluidic drop resonator
am mikrofluidesche Chip, besonnesch fir den Drëps am Ueleg (Drëpsen am Ueleg), wéinst de Charakteristike vun der Uewerflächespannung, fir den Duerchmiesser vun Zénger oder souguer Honnerte vu Mikron, wäert et am Ueleg suspendéiert ginn, a bilden e bal perfekt Sphär. Duerch d'Optimiséierung vum Brechungsindex ass de Tropfen selwer e perfekte Kugelresonator mat engem Qualitéitsfaktor vu méi wéi 108. Et vermeit och de Problem vun der Verdampfung am Ueleg. Fir relativ grouss Drëpsen, wäerte se "sëtzen" op der ieweschter oder ënneschter Säit Maueren wéinst Dicht Differenzen. Dës Zort Drëps kann nëmmen de lateralen Excitatiounsmodus benotzen.
Post Zäit: Okt-23-2023