Unsa ang micro-nano photonics?

Ang micro-nano photonics nag-una nga nagtuon sa balaod sa interaksyon tali sa kahayag ug butang sa micro ug nano nga sukdanan ug sa paggamit niini sa kahayag nga henerasyon, transmission, regulasyon, detection ug sensing. Ang micro-nano photonics sub-wavelength nga mga himan epektibo nga makapauswag sa lebel sa photon integration, ug gilauman nga i-integrate ang mga photonic device ngadto sa gamay nga optical chip sama sa electronic chips. Ang Nano-surface plasmonics usa ka bag-ong natad sa micro-nano photonics, nga nag-una nga nagtuon sa interaksyon tali sa kahayag ug butang sa metal nga nanostructures. Kini adunay mga kinaiya sa gamay nga gidak-on, taas nga tulin ug pagbuntog sa tradisyonal nga limitasyon sa diffraction. Ang istruktura sa Nanoplasma-waveguide, nga adunay maayo nga lokal nga pagpauswag sa natad ug mga kinaiya sa pagsala sa resonance, mao ang sukaranan sa nano-filter, wavelength division multiplexer, optical switch, laser ug uban pang micro-nano optical device. Ang mga optical microcavity nagpugong sa kahayag sa gagmay nga mga rehiyon ug labi nga nagpauswag sa interaksyon tali sa kahayag ug butang. Busa, ang optical microcavity nga adunay taas nga kalidad nga hinungdan usa ka importante nga paagi sa taas nga sensitivity sensing ug detection.

WGM microcavity

Sa bag-ohay nga mga tuig, ang optical microcavity nakadani sa daghang atensyon tungod sa dako nga potensyal sa aplikasyon ug kahulogan sa siyensya. Ang optical microcavity nag-una naglangkob sa microsphere, microcolumn, microring ug uban pang mga geometries. Kini usa ka matang sa morphologic dependent optical resonator. Ang kahayag nga mga balud sa microcavities hingpit nga makita sa microcavity interface, nga miresulta sa usa ka resonance mode nga gitawag whispering gallery mode (WGM). Kung itandi sa ubang mga optical resonator, ang mga microresonator adunay mga kinaiya sa taas nga kantidad sa Q (labaw pa sa 106), ubos nga gidaghanon sa mode, gamay nga gidak-on ug dali nga pag-integrate, ug uban pa, ug gipadapat sa high-sensitivity biochemical sensing, ultra-low threshold laser ug nonlinear nga aksyon. Ang among tumong sa panukiduki mao ang pagpangita ug pagtuon sa mga kinaiya sa lain-laing mga istruktura ug lain-laing mga morphologies sa microcavities, ug sa paggamit niini nga mga bag-ong mga kinaiya. Ang mga nag-unang direksyon sa panukiduki naglakip sa: optical nga mga kinaiya nga panukiduki sa WGM microcavity, panukiduki sa paghimo sa microcavity, panukiduki sa aplikasyon sa microcavity, ug uban pa.

WGM microcavity biochemical sensing

Sa eksperimento, ang upat-ka-order nga high-order nga WGM mode M1(FIG. 1(a)) gigamit alang sa sensing measurement. Kung itandi sa low-order mode, ang pagkasensitibo sa high-order mode naayo pag-ayo (FIG. 1(b)).

Figure 1. Resonance mode (a) sa microcapillary cavity ug ang katugbang nga refractive index sensitivity (b)

Tunable optical filter nga adunay taas nga Q value

Una, ang radial hinayhinay nga pagbag-o sa cylindrical microcavity gibira, ug dayon ang wavelength tuning mahimong makab-ot pinaagi sa mekanikal nga paglihok sa posisyon sa pagkabit base sa prinsipyo sa gidak-on sa porma sukad sa resonant wavelength (Figure 2 (a)). Ang tunable performance ug filtering bandwidth gipakita sa Figure 2 (b) ug (c). Dugang pa, ang aparato makaamgo sa optical displacement sensing nga adunay katukma sa sub-nanometer.

Figure 2. Schematic diagram sa tunable optical filter (a), tunable performance (b) ug filter bandwidth (c)

WGM microfluidic drop resonator

sa microfluidic chip, ilabi na alang sa tinulo sa lana (droplet sa-lana), tungod sa mga kinaiya sa nawong tension, alang sa diametro sa napulo o bisan gatusan ka microns, kini gisuspinde sa lana, nga nagporma sa usa ka hapit hingpit nga globo. Pinaagi sa pag-optimize sa refractive index, ang droplet mismo usa ka perpekto nga spherical resonator nga adunay kalidad nga hinungdan nga labaw sa 108. Kini usab naglikay sa problema sa pag-alisngaw sa lana. Alang sa medyo dako nga mga tinulo, sila "molingkod" sa taas o ubos nga mga dingding sa kilid tungod sa mga kalainan sa densidad. Kini nga matang sa tinulo makagamit lamang sa lateral excitation mode.