Mikro-nano fotonikk studerer hovedsakelig loven om samhandling mellom lys og materie i mikro- og nano skala og dens anvendelse i lysgenerering, overføring, regulering, deteksjon og sensing. Mikro-nano fotonikk underbølgelengde-enheter kan effektivt forbedre graden av fotonintegrasjon, og det forventes å integrere fotoniske enheter i en liten optisk brikke som elektroniske brikker. Nano-overflate plasmonics er et nytt felt av mikro-nano fotonikk, som hovedsakelig studerer samspillet mellom lys og materie i metallnanostrukturer. Den har egenskapene til liten størrelse, høy hastighet og å overvinne den tradisjonelle diffraksjonsgrensen. Nanoplasma-waveguide-strukturen, som har gode lokale feltforbedrings- og resonansfiltreringsegenskaper, er grunnlaget for nano-filter, bølgelengde-divisjonsmultiplexer, optisk bryter, laser og andre mikro-nano optiske enheter. Optiske mikrokaviteter begrenser lys til bittesmå regioner og forbedrer samspillet mellom lys og materie. Derfor er den optiske mikrokaviteten med høykvalitetsfaktor en viktig måte å føle høy følsomhet og deteksjon.
WGM mikrokavitet
De siste årene har optisk mikrokavitet vekket mye oppmerksomhet på grunn av dets store anvendelsespotensial og vitenskapelige betydning. Den optiske mikrokaviteten består hovedsakelig av mikrosfære, mikrokolonne, mikroring og andre geometrier. Det er en slags morfologisk avhengig optisk resonator. Lysbølger i mikrokaviteter reflekteres fullstendig ved mikrokavitetsgrensesnittet, noe som resulterer i en resonansmodus kalt Whispering Gallery Mode (WGM). Sammenlignet med andre optiske resonatorer, har mikroresonatorer egenskapene til høy Q-verdi (større enn 106), lav modusvolum, liten størrelse og enkel integrasjon, etc., og har blitt brukt på biokjemisk sensing med høy følsomhet, ultra-lav terskel laser og ikke-lineær handling. Forskningsmålet vårt er å finne og studere egenskapene til forskjellige strukturer og forskjellige morfologier av mikrokaviteter, og å anvende disse nye egenskapene. De viktigste forskningsretninger inkluderer: Optiske egenskaper Forskning av WGM -mikrokavitet, fabrikasjonsforskning av mikrokavitet, anvendelsesforskning av mikrokavitet, etc.
WGM mikrokavitet biokjemisk sensing
I eksperimentet ble den fire-ordre høye orden WGM-modus M1 (fig. 1 (a)) brukt til sensing måling. Sammenlignet med lavordensmodus ble følsomheten til høyordensmodus kraftig forbedret (fig. 1 (b)).
Figur 1. Resonansmodus (a) i det mikrokapillære hulrommet og dets tilsvarende brytningsindeksfølsomhet (B)
Avstembart optisk filter med høy Q -verdi
For det første trekkes den radialen sakte skiftende sylindrisk mikrokavitet ut, og deretter kan bølgelengdeinnstillingen oppnås ved å bevege koblingsposisjonen mekanisk basert på prinsippet om formstørrelse siden resonansbølgelengden (figur 2 (a)). Den avstembare ytelsen og filtrering av båndbredde er vist i figur 2 (b) og (c). I tillegg kan enheten realisere optisk forskyvningsfølelse med sub-nanometer nøyaktighet.
Figur 2. Skjematisk diagram over avstembart optisk filter (a), avstembar ytelse (b) og filterbåndbredde (c)
WGM Microfluidic Drop Resonator
I den mikrofluidiske brikken, spesielt for dråpen i oljen (dråpe i oljen), på grunn av egenskapene til overflatespenningen, for diameteren på titalls eller til og med hundrevis av mikron, vil den bli suspendert i oljen, og danner en nesten perfekt sfære. Gjennom optimalisering av brytningsindeks er selve dråpen en perfekt sfærisk resonator med en kvalitetsfaktor på mer enn 108. Den unngår også problemet med fordampning i oljen. For relativt store dråper vil de "sitte" på øvre eller nedre sidevegg på grunn av tetthetsforskjeller. Denne typen dråper kan bare bruke den laterale eksitasjonsmodus.
Post Time: Oct-23-2023