A micro-nano fotônica estuda principalmente a lei da interação entre luz e matéria em micro e nano e sua aplicação em geração de luz, transmissão, regulação, detecção e detecção. Os dispositivos de sub-onda de micro-nano-fotônicos podem melhorar efetivamente o grau de integração de fótons, e espera-se integrar dispositivos fotônicos em um pequeno chip óptico, como chips eletrônicos. O plasmônico nano-superfície é um novo campo de micro-nano fotônica, que estuda principalmente a interação entre luz e matéria nas nanoestruturas metálicas. Possui as características de tamanho pequeno, alta velocidade e superando o limite tradicional de difração. A estrutura de guia de ondas de nanoplasma, que possui um bom aprimoramento de campo local e características de filtragem de ressonância, é a base do nano-filtro, multiplexador de divisão de comprimento de onda, interruptor óptico, laser e outros dispositivos ópticos de micro-nano. As microcavidades ópticas limitam a luz a regiões minúsculas e aumentam bastante a interação entre luz e matéria. Portanto, a microcavidade óptica com fator de alta qualidade é uma maneira importante de detecção e detecção de alta sensibilidade.
Microcavidade WGM
Nos últimos anos, a microcavidade óptica atraiu muita atenção devido ao seu grande potencial de aplicação e significado científico. A microcavidade óptica consiste principalmente em microesfera, microcoluna, microragem e outras geometrias. É um tipo de ressonador óptico dependente morfológico. As ondas leves nas microcavidades são totalmente refletidas na interface de microcavidade, resultando em um modo de ressonância chamado Modo de Galeria Shuspering (WGM). Comparados com outros ressonadores ópticos, os microrresonadores têm as características do alto valor de Q (maior que 106), volume baixo de modo, tamanho pequeno e fácil integração, etc., e foram aplicados a detecção bioquímica de alta sensibilidade, laser de limiar ultra baixo e ação não linear. Nosso objetivo de pesquisa é encontrar e estudar as características de diferentes estruturas e diferentes morfologias das microcavidades e aplicar essas novas características. As principais direções de pesquisa incluem: Pesquisa de características ópticas da microcavidade WGM, pesquisa de fabricação de microcavidade, pesquisa de aplicação de microcavidade, etc.
WGM Microcavity Biochemical Sensing
No experimento, o modo WGM de alta ordem de quatro ordem M1 (Fig. 1 (a)) foi usado para detectar a medição. Comparado com o modo de ordem baixa, a sensibilidade do modo de alta ordem foi bastante aprimorada (Fig. 1 (b)).
Figura 1. Modo de ressonância (a) da cavidade microcapilar e sua correspondente sensibilidade ao índice de refração (B)
Filtro óptico ajustável com alto valor Q
Primeiro, a microcavidade cilíndrica que muda lentamente radial é puxada para fora e, em seguida, o ajuste do comprimento de onda pode ser alcançado movendo mecanicamente a posição de acoplamento com base no princípio do tamanho da forma desde o comprimento de onda ressonante (Figura 2 (a)). O desempenho ajustável e a largura de banda de filtragem são mostrados na Figura 2 (b) e (c). Além disso, o dispositivo pode realizar a detecção de deslocamento óptico com precisão do sub-nanômetro.
Figura 2. Diagrama esquemático de filtro óptico ajustável (a), desempenho ajustável (b) e largura de banda de filtro (c)
Ressonador de queda microfluídica WGM
No chip microfluídico, especialmente para a gota no óleo (gotícula em óleo), devido às características da tensão da superfície, para o diâmetro de dezenas ou mesmo centenas de microns, será suspenso no óleo, formando uma esfera quase perfeita. Através da otimização do índice de refração, a gota em si é um ressonador esférico perfeito com um fator de qualidade superior a 108. Também evita o problema de evaporação no óleo. Para gotículas relativamente grandes, elas “se sentam” nas paredes laterais superiores ou inferiores devido a diferenças de densidade. Esse tipo de gota pode usar apenas o modo de excitação lateral.
Hora de postagem: outubro-23-2023