Micro-Nano Photonics estudia principalmente la ley de interacción entre la luz y la materia a escala micro y nano y su aplicación en generación de luz, transmisión, regulación, detección y detección. Los dispositivos de longitud de sub-onda de Micro-Nano Photonics pueden mejorar efectivamente el grado de integración de fotones, y se espera que integre dispositivos fotónicos en un pequeño chip óptico como chips electrónicos. Plasmonics nano-superficie es un nuevo campo de micro-nano fotónica, que estudia principalmente la interacción entre la luz y la materia en las nanoestructuras de metales. Tiene las características del tamaño pequeño, la alta velocidad y la superación del límite tradicional de difracción. La estructura de la guía de onda nanoplasma, que tiene una buena mejora del campo local y características de filtrado de resonancia, es la base del multiplexor de división de longitud de onda, interruptor óptico, láser y otros dispositivos ópticos micro-nano. Las microcavidades ópticas limitan la luz a las regiones pequeñas y mejoran en gran medida la interacción entre la luz y la materia. Por lo tanto, la microcavidad óptica con un factor de alta calidad es una forma importante de detección y detección de alta sensibilidad.
Microcavidad WGM
En los últimos años, la microcavidad óptica ha atraído mucha atención debido a su gran potencial de aplicación y importancia científica. La microcavidad óptica consiste principalmente en microesfera, microcolumna, microrización y otras geometrías. Es un tipo de resonador óptico dependiente morfológico. Las ondas de luz en las microcavidades se reflejan completamente en la interfaz de microcavidad, lo que resulta en un modo de resonancia llamado Modo Galería Whispering (WGM). En comparación con otros resonadores ópticos, los microresonadores tienen las características del alto valor Q (mayor que 106), volumen de modo bajo, tamaño pequeño e integración fácil, etc., y se han aplicado a la detección bioquímica de alta sensibilidad, el umbral ultra bajo y la acción no lineal. Nuestro objetivo de investigación es encontrar y estudiar las características de diferentes estructuras y diferentes morfologías de microcavidades, y aplicar estas nuevas características. Las principales direcciones de la investigación incluyen: Investigación de características ópticas de microcavidad WGM, investigación de fabricación de microcavidad, investigación de aplicación de microcavidad, etc.
Detección bioquímica de microcavidad WGM
En el experimento, se usó el modo WGM M1 de alto orden de cuatro orden (Fig. 1 (a)) para la medición de detección. En comparación con el modo de orden bajo, la sensibilidad del modo de orden alto mejoró en gran medida (Fig. 1 (b)).
Figura 1. Modo de resonancia (a) de la cavidad microcapilar y su sensibilidad al índice de refracción correspondiente (B)
Filtro óptico sintonizable con alto valor Q
Primero, el radial que cambia lentamente la microcavidad cilíndrica se extrae, y luego el ajuste de la longitud de onda se puede lograr moviendo mecánicamente la posición de acoplamiento en función del principio del tamaño de forma desde la longitud de onda resonante (Figura 2 (a)). El rendimiento sintonizable y el ancho de banda de filtrado se muestran en la Figura 2 (b) y (c). Además, el dispositivo puede realizar una detección de desplazamiento óptico con precisión subnanométrica.
Figura 2. Diagrama esquemático del filtro óptico sintonizable (a), rendimiento sintonizable (b) y ancho de banda de filtro (c)
Resonador de caída microfluídica WGM
En el chip microfluídico, especialmente para la gota en el aceite (gotas en el aceite), debido a las características de la tensión superficial, para el diámetro de decenas o incluso cientos de micras, se suspenderá en el aceite, formando una esfera casi perfecta. A través de la optimización del índice de refracción, la gotita en sí es un resonador esférico perfecto con un factor de calidad de más de 108. También evita el problema de la evaporación en el aceite. Para gotas relativamente grandes, "se sentarán" en las paredes laterales superior o inferior debido a las diferencias de densidad. Este tipo de gota solo puede usar el modo de excitación lateral.
Tiempo de publicación: Oct-23-2023