Мікрананафатоніка ў асноўным вывучае законы ўзаемадзеяння святла і рэчыва ў мікра- і нанамаштабе і іх прымяненне ў генерацыі, перадачы, рэгуляванні, выяўленні і датчыках святла. Прылады мікрананафатонікі субхвалевага тыпу могуць эфектыўна палепшыць ступень інтэграцыі фатонаў, і чакаецца, што яны інтэгруюць фатонні прылады ў невялікі аптычны чып, напрыклад, электронныя чыпы. Нанапавярхоўная плазмоніка - гэта новая галіна мікрананафатонікі, якая ў асноўным вывучае ўзаемадзеянне святла і рэчыва ў металічных нанаструктурах. Яна мае характарыстыкі малога памеру, высокай хуткасці і пераадолення традыцыйных дыфракцыйных абмежаванняў. Нанаплазменная хваляводная структура, якая мае добрыя характарыстыкі лакальнага ўзмацнення поля і рэзананснай фільтрацыі, з'яўляецца асновай нанафільтраў, мультыплексараў з падзелам даўжынь хваль, аптычных перамыкачоў, лазераў і іншых мікрананааптычных прылад. Аптычныя мікрарэзанатары абмяжоўваюць святло ў малюсенькіх абласцях і значна паляпшаюць узаемадзеянне паміж святлом і рэчывам. Такім чынам, аптычны мікрарэзанатар з высокім каэфіцыентам якасці з'яўляецца важным спосабам высокаадчувальнага датчыка і выяўлення.
Мікрарэзанатар WGM
У апошнія гады аптычныя мікрарэзанатары прыцягнулі вялікую ўвагу дзякуючы свайму вялікаму патэнцыялу прымянення і навуковай значнасці. Аптычныя мікрарэзанатары ў асноўным складаюцца з мікрасфер, мікраслупок, мікракольцаў і іншых геаметрый. Гэта разнавіднасць марфалагічна залежнага аптычнага рэзанатара. Святловыя хвалі ў мікрарэзанатарах цалкам адлюстроўваюцца на мяжы мікрарэзанатара, што прыводзіць да рэзананснага рэжыму, які называецца рэжымам шаптаючай галерэі (WGM). У параўнанні з іншымі аптычнымі рэзанатарамі, мікрарэзанатары маюць характарыстыкі высокага значэння Q (больш за 106), нізкага аб'ёму моды, малых памераў і лёгкай інтэграцыі і г.д., і былі ўжытыя для высокаадчувальных біяхімічных датчыкаў, лазернага выпраменьвання з ультранізкім парогам і нелінейнага ўздзеяння. Мэта нашага даследавання - знайсці і вывучыць характарыстыкі розных структур і розных марфалогій мікрарэзанатараў, а таксама прымяніць гэтыя новыя характарыстыкі. Асноўныя напрамкі даследаванняў ўключаюць: даследаванне аптычных характарыстык мікрарэзанатараў WGM, даследаванне вырабу мікрарэзанатараў, даследаванне прымянення мікрарэзанатараў і г.д.
Біахімічныя датчыкі мікрарэзанатораў WGM
У эксперыменце для вымярэнняў выкарыстоўваўся рэжым паўкруглай мадыфікацыі (WGM) высокага парадку чатырох парадкаў M1 (мал. 1(a)). У параўнанні з рэжымам нізкага парадку, адчувальнасць рэжыму высокага парадку значна палепшылася (мал. 1(b)).
Малюнак 1. Рэзанансная мода (а) мікракапілярнай паражніны і адпаведная ёй адчувальнасць паказчыка праламлення (б)
Настройваны аптычны фільтр з высокім значэннем Q
Спачатку выцягваецца радыяльная цыліндрычная мікрапаражніна, якая павольна змяняецца, а затым можна наладзіць даўжыню хвалі, механічна перамяшчаючы становішча злучэння, зыходзячы з прынцыпу памеру формы ў залежнасці ад рэзананснай даўжыні хвалі (малюнак 2 (а)). Наладжвальная прадукцыйнасць і паласа прапускання фільтрацыі паказаны на малюнках 2 (б) і (в). Акрамя таго, прылада можа рэалізоўваць аптычнае вымярэнне зрушэння з дакладнасцю да субнанаметра.
Малюнак 2. Схематычная дыяграма настроўванага аптычнага фільтра (а), настроўванай прадукцыйнасці (б) і прапускной здольнасці фільтра (в)
Мікрафлюідны кропельны рэзанатар WGM
У мікрафлюідным чыпе, асабліва для кропель у алеі (кроплі ў алеі), з-за характарыстык павярхоўнага нацяжэння, пры дыяметры дзясяткаў ці нават соцень мікрон, яна будзе завісаць у алеі, утвараючы амаль ідэальную сферу. Дзякуючы аптымізацыі паказчыка праламлення, сама кропля з'яўляецца ідэальным сферычным рэзанатарам з каэфіцыентам якасці больш за 108. Гэта таксама дазваляе пазбегнуць праблемы выпарэння ў алеі. Адносна вялікія кроплі будуць "сядзець" на верхніх або ніжніх бакавых сценках з-за розніцы ў шчыльнасці. Гэты тып кропель можа выкарыстоўваць толькі рэжым бакавога ўзбуджэння.
Час публікацыі: 23 кастрычніка 2023 г.