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

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

(La potencia de salida 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 varias aplicaciones como la comunicación fotónica en chip, la bioimagen en chip, la detección bioquímica y el procesamiento de información de fotones cuánticos, necesitan lograr una salida láser para determinar la longitud de onda y la precisión de banda ultraestrecha. Sin embargo, sigue siendo un desafío fabricar láseres de microdisco y nanodisco de esta longitud de onda precisa a gran escala. Los procesos de nanofabricación actuales introducen la aleatoriedad del diámetro del disco, lo que dificulta obtener una longitud de onda fija en el procesamiento y la producción masiva de láser. 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 ha publicado en la revista Advanced Photonics.

Grabado fotoquímico
Según los informes, el nuevo método del equipo permite la fabricación de microláseres de disco y matrices de nanoláseres de disco con longitudes de onda de emisión precisas y predeterminadas. La clave de este avance reside en el uso del grabado fotoquímico (PEC), que proporciona una forma eficiente y escalable de ajustar con precisión la longitud de onda de un microláser de disco. 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 sintonizados en longitud de onda a un sustrato de polidimetilsiloxano para producir partículas láser independientes y aisladas con diferentes longitudes de onda láser. El microdisco resultante muestra un ancho de banda de emisión láser de banda ultraancha, con laláseren 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 independientes pueden funcionar como códigos de barras físico-ópticos para muestras biológicas heterogéneas, permitiendo el etiquetado de tipos celulares específicos y la identificación de moléculas específicas en análisis multiplex. El etiquetado específico de tipos celulares se realiza actualmente 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 etiquetar unos pocos tipos celulares específicos a la vez. En cambio, la emisión de luz de banda ultraestrecha de un láser de microdisco permitirá identificar más tipos celulares simultáneamente.
El equipo probó y demostró con éxito partículas láser de microdisco sintonizadas con precisión como biomarcadores, utilizándolas para etiquetar células epiteliales mamarias normales cultivadas MCF10A. Gracias a su emisión de banda ultraancha, estos láseres podrían revolucionar la biodetección, mediante técnicas biomédicas y ópticas de eficacia probada, como la imagen citodinámica, la citometría de flujo y el análisis multiómico. La tecnología basada en el grabado PEC representa un avance significativo en los láseres de microdisco. La escalabilidad del método, así como su precisión subnanométrica, abre nuevas posibilidades para innumerables aplicaciones de láseres en nanofotónica y dispositivos biomédicos, además de códigos de barras para poblaciones celulares específicas y moléculas analíticas.