Uma equipe americana propõe um novo método para ajustar lasers de microdisco

Uma equipe de pesquisa conjunta da Harvard Medical School (HMS) e do MIT General Hospital afirma ter conseguido ajustar a saída de um laser de microdisco usando o método de gravação PEC, tornando “promissora” uma nova fonte de nanofotônica e biomedicina.

(A saída do laser de microdisco pode ser ajustada pelo método de gravação PEC)

Nos campos denanofotônicae biomedicina, microdiscolasere lasers de nanodiscos tornaram-se promissoresfontes de luze sondas.Em diversas aplicações, como comunicação fotônica no chip, bioimagem no chip, detecção bioquímica e processamento de informações quânticas de fótons, eles precisam obter saída de laser para determinar o comprimento de onda e a precisão da banda ultraestreita.No entanto, continua sendo um desafio fabricar lasers de microdiscos e nanodiscos com este comprimento de onda preciso em grande escala.Os processos atuais de nanofabricação introduzem a aleatoriedade do diâmetro do disco, o que torna difícil a obtenção de um comprimento de onda definido no processamento e produção em massa do laser. Agora, uma equipe de pesquisadores da Harvard Medical School e do Wellman Center for Massachusetts General Hospital'sMedicina Optoeletrônicadesenvolveu uma técnica inovadora de gravação optoquímica (PEC) que ajuda a ajustar com precisão o comprimento de onda do laser de um laser de microdisco com precisão subnanométrica.O trabalho foi publicado na revista Advanced Photonics.

Gravura fotoquímica
Segundo relatos, o novo método da equipe permite a fabricação de lasers de microdisco e matrizes de laser de nanodisco com comprimentos de onda de emissão precisos e predeterminados.A chave para esse avanço é o uso da gravação PEC, que fornece uma maneira eficiente e escalável de ajustar o comprimento de onda de um laser de microdisco.Nos resultados acima, a equipe obteve com sucesso microdiscos de fosfatação de arseneto de gálio e índio cobertos com sílica na estrutura da coluna de fosfeto de índio.Eles então ajustaram o comprimento de onda do laser desses microdiscos com precisão para um valor determinado, realizando gravação fotoquímica em uma solução diluída de ácido sulfúrico.
Eles também investigaram os mecanismos e a dinâmica das gravações fotoquímicas específicas (PEC).Finalmente, eles transferiram o conjunto de microdiscos ajustados por comprimento de onda para um substrato de polidimetilsiloxano para produzir partículas de laser isoladas e independentes com diferentes comprimentos de onda de laser.O microdisco resultante mostra uma largura de banda de banda ultralarga de emissão de laser, com olaserna coluna inferior a 0,6 nm e na partícula isolada inferior a 1,5 nm.

Abrindo a porta para aplicações biomédicas
Este resultado abre a porta para muitas novas aplicações nanofotônicas e biomédicas.Por exemplo, lasers de microdisco autônomos podem servir como códigos de barras físico-ópticos para amostras biológicas heterogêneas, permitindo a marcação de tipos de células específicos e o direcionamento de moléculas específicas na análise multiplex. A rotulagem específica do tipo de célula é atualmente realizada usando biomarcadores convencionais, como como fluoróforos orgânicos, pontos quânticos e esferas fluorescentes, que possuem amplas larguras de linha de emissão.Assim, apenas alguns tipos específicos de células podem ser marcados ao mesmo tempo.Em contraste, a emissão de luz de banda ultraestreita de um laser de microdisco será capaz de identificar mais tipos de células ao mesmo tempo.
A equipe testou e demonstrou com sucesso partículas de laser de microdisco sintonizadas com precisão como biomarcadores, usando-as para marcar células epiteliais mamárias normais cultivadas MCF10A.Com sua emissão de banda ultralarga, esses lasers poderiam revolucionar potencialmente o biossensor, usando técnicas biomédicas e ópticas comprovadas, como imagem citodinâmica, citometria de fluxo e análise multiômica.A tecnologia baseada na gravação PEC marca um grande avanço nos lasers de microdisco.A escalabilidade do método, bem como sua precisão subnanométrica, abre novas possibilidades para inúmeras aplicações de lasers em nanofotônica e dispositivos biomédicos, bem como códigos de barras para populações celulares específicas e moléculas analíticas.