Un equipo estadounidense propone un nuevo método para ajustar láseres de microdisco.

Un equipo conjunto de investigación de la Facultad de Medicina de Harvard (HMS) y el Hospital General del MIT afirma haber logrado ajustar la potencia de salida de un láser de microdisco utilizando el método de grabado PEC, lo que convierte a esta nueva fuente en una herramienta “prometedora” para la nanofotónica y la biomedicina.

(La potencia del láser de microdisco se puede ajustar mediante el método de grabado PEC)

En los campos denanofotónicay biomedicina, microdiscoláseresy los láseres de nanodiscos se han convertido en una opción prometedora.fuentes de luzy sondas. En diversas aplicaciones, como la comunicación fotónica en chip, la bioimagen en chip, la detección bioquímica y el procesamiento de información fotónica cuántica, se requiere lograr una salida láser con una longitud de onda y una precisión de banda ultradelgada determinadas. Sin embargo, sigue siendo un reto fabricar láseres de microdisco y nanodisco con esta longitud de onda precisa a gran escala. Los procesos de nanofabricación actuales introducen aleatoriedad en el diámetro del disco, lo que dificulta obtener una longitud de onda fija en la producción y el procesamiento en masa de láseres. Ahora, un equipo de investigadores de la Facultad de Medicina de Harvard y del Centro Wellman del Hospital General de Massachusetts paraMedicina optoelectrónicaHa desarrollado una innovadora técnica de grabado optoquímico (PEC) que permite ajustar con precisión la longitud de onda de un láser de microdisco con una exactitud subnanométrica. El trabajo se publica en la revista Advanced Photonics.

grabado fotoquímico
Según los informes, el nuevo método del equipo permite la fabricación de láseres de microdisco y matrices de láseres de nanodisco con longitudes de onda de emisión precisas y predeterminadas. La clave de este avance reside en el uso del grabado fotoelectroquímico (PEC), que proporciona una forma eficiente y escalable de ajustar con precisión la longitud de onda de un láser de microdisco. En los resultados mencionados, el equipo obtuvo con éxito microdiscos de fosfatado de arseniuro de indio y galio recubiertos de sílice sobre una estructura de columna de fosfuro de indio. Posteriormente, ajustaron con precisión la longitud de onda del láser de estos microdiscos a un valor determinado mediante grabado fotoquímico en una solución diluida de ácido sulfúrico.
También investigaron los mecanismos y la dinámica de grabados fotoquímicos (PEC) específicos. Finalmente, transfirieron la matriz de microdiscos con longitud de onda ajustada a un sustrato de polidimetilsiloxano para producir partículas láser independientes y aisladas con diferentes longitudes de onda. El microdisco resultante muestra un ancho de banda ultra amplio de emisión láser.láseren la columna menos de 0,6 nm y la partícula aislada menos de 1,5 nm.

Abriendo la puerta a las aplicaciones biomédicas
Este resultado abre la puerta a numerosas aplicaciones nuevas en nanofotónica y biomedicina. Por ejemplo, los láseres de microdisco autónomos pueden funcionar como códigos de barras físico-ópticos para muestras biológicas heterogéneas, lo que permite el marcaje de tipos celulares específicos y la identificación de moléculas específicas en análisis multiplex. Actualmente, el marcaje específico de tipos celulares se realiza mediante biomarcadores convencionales, como fluoróforos orgánicos, puntos cuánticos y microesferas fluorescentes, que presentan anchos de línea de emisión amplios. Por lo tanto, solo se pueden marcar simultáneamente unos pocos tipos celulares específicos. En cambio, la emisión de luz de banda ultradelgada de un láser de microdisco permitirá identificar un mayor número de tipos celulares al mismo tiempo.
El equipo probó y demostró con éxito el uso de partículas láser de microdisco con una calibración precisa como biomarcadores, utilizándolas para marcar células epiteliales mamarias normales cultivadas MCF10A. Gracias a su emisión de banda ultraancha, estos láseres podrían revolucionar la biodetección, empleando técnicas biomédicas y ópticas consolidadas como la imagen citodinámica, la citometría de flujo y el análisis multiómico. La tecnología basada en el grabado fotoelectroquímico (PEC) representa un avance significativo en los láseres de microdisco. La escalabilidad del método, junto con su precisión subnanométrica, abre nuevas posibilidades para innumerables aplicaciones de láseres en nanofotónica y dispositivos biomédicos, así como para la identificación de poblaciones celulares específicas y moléculas analíticas.