Isang Amerikanong pangkat ang nagmumungkahi ng isang bagong paraan para sa pag-tune ng mga microdisk laser

Isang magkasanib na pangkat ng pananaliksik mula sa Harvard Medical School (HMS) at MIT General Hospital ang nagsabing nakamit nila ang pag-tune ng output ng isang microdisk laser gamit ang PEC etching method, na ginagawang "promising" ang isang bagong mapagkukunan para sa nanophotonics at biomedicine.

(Ang output ng microdisk laser ay maaaring isaayos sa pamamagitan ng PEC etching method)

Sa mga larangan ngnanophotonicsat biomedisina, microdiskmga laserat ang mga nanodisk laser ay naging promising namga pinagmumulan ng liwanagat mga probe. Sa ilang mga aplikasyon tulad ng on-chip photonic communication, on-chip bioimaging, biochemical sensing, at quantum photon information processing, kailangan nilang makamit ang laser output sa pagtukoy ng wavelength at ultra-narrow band accuracy. Gayunpaman, nananatiling mahirap ang paggawa ng mga microdisk at nanodisk laser na may ganitong tumpak na wavelength sa isang malaking sukat. Ang mga kasalukuyang proseso ng nanofabrication ay nagpapakilala ng randomness ng diameter ng disc, na nagpapahirap sa pagkuha ng isang nakatakdang wavelength sa laser mass processing at produksyon. Ngayon, isang pangkat ng mga mananaliksik mula sa Harvard Medical School at Wellman Center for the Massachusetts General Hospital ang...Medisinang Optoelektronikoay nakabuo ng isang makabagong pamamaraan ng optochemical (PEC) etching na nakakatulong upang tumpak na i-tune ang laser wavelength ng isang microdisk laser nang may katumpakan ng subnanometer. Ang pag-aaral ay inilathala sa journal na Advanced Photonics.

Pag-ukit ng potokemikal
Ayon sa mga ulat, ang bagong pamamaraan ng pangkat ay nagbibigay-daan sa paggawa ng mga micro-disk laser at nanodisk laser array na may tumpak at paunang natukoy na mga wavelength ng emisyon. Ang susi sa pambihirang tagumpay na ito ay ang paggamit ng PEC etching, na nagbibigay ng isang mahusay at nasusukat na paraan upang pinuhin ang wavelength ng isang microdisc laser. Sa mga resulta sa itaas, matagumpay na nakuha ng pangkat ang mga indium Gallium arsenide phosphating microdisk na natatakpan ng silica sa istruktura ng indium phosphide column. Pagkatapos ay itinuon nila ang wavelength ng laser ng mga microdisk na ito nang tumpak sa isang natukoy na halaga sa pamamagitan ng pagsasagawa ng photochemical etching sa isang diluted solution ng sulfuric acid.
Sinuri rin nila ang mga mekanismo at dinamika ng mga partikular na photochemical (PEC) etchings. Panghuli, inilipat nila ang wavelength-tuned microdisk array papunta sa isang polydimethylsiloxane substrate upang makagawa ng mga independent, isolated laser particle na may iba't ibang laser wavelength. Ang resultang microdisk ay nagpapakita ng ultra-wideband bandwidth ng laser emission, kasama anglasersa kolum na mas mababa sa 0.6 nm at sa nakahiwalay na partikulo na mas mababa sa 1.5 nm.

Pagbubukas ng pinto sa mga aplikasyong biomedikal
Ang resultang ito ay nagbubukas ng pinto sa maraming bagong aplikasyon sa nanophotonics at biomedical. Halimbawa, ang mga stand-alone microdisk laser ay maaaring magsilbing physico-optical barcode para sa mga heterogeneous biological sample, na nagbibigay-daan sa pag-label ng mga partikular na uri ng cell at pag-target ng mga partikular na molekula sa multiplex analysis. Ang pag-label na partikular sa uri ng cell ay kasalukuyang isinasagawa gamit ang mga conventional biomarker, tulad ng mga organic fluorophores, quantum dots, at fluorescent beads, na may malalawak na emission linewidths. Kaya, iilang partikular na uri ng cell lamang ang maaaring ma-label nang sabay-sabay. Sa kabaligtaran, ang ultra-narrow band light emission ng isang microdisk laser ay makakapagtukoy ng mas maraming uri ng cell nang sabay-sabay.
Sinubukan at matagumpay na naipakita ng pangkat ang mga tiyak na nakatutok na microdisk laser particle bilang mga biomarker, gamit ang mga ito upang lagyan ng label ang mga cultured normal breast epithelial cells na MCF10A. Dahil sa kanilang ultra-wideband emission, maaaring baguhin ng mga laser na ito ang biosensing, gamit ang napatunayang biomedical at optical techniques tulad ng cytodynamic imaging, flow cytometry, at multi-omics analysis. Ang teknolohiyang nakabatay sa PEC etching ay nagmamarka ng isang malaking pagsulong sa mga microdisk laser. Ang scalability ng pamamaraan, pati na rin ang subnanometer precision nito, ay nagbubukas ng mga bagong posibilidad para sa hindi mabilang na aplikasyon ng mga laser sa nanophotonics at biomedical devices, pati na rin ang mga barcode para sa mga partikular na populasyon ng cell at analytical molecules.