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 scale ug ang aplikasyon niini sa pagmugna, pagpadala, regulasyon, pag-detect ug pag-sensing sa kahayag. Ang mga micro-nano photonics sub-wavelength device epektibong makapauswag sa lebel sa photon integration, ug gilauman nga kini mag-integrate sa mga photonic device ngadto sa usa ka 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 mga metal nanostructure. 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 local field enhancement ug resonance filtering characteristics, mao ang basehan sa nano-filter, wavelength division multiplexer, optical switch, laser ug uban pang micro-nano optical device. Ang optical microcavities naglimite sa kahayag sa gagmay nga mga rehiyon ug nagpalambo pag-ayo sa interaksyon tali sa kahayag ug butang. Busa, ang optical microcavity nga adunay taas nga kalidad nga factor usa ka importante nga paagi sa high sensitivity sensing ug detection.

Mikrolungag sa WGM

Sa bag-ohay nga mga tuig, ang optical microcavity nakadani og daghang atensyon tungod sa dako nga potensyal sa aplikasyon ug siyentipikong kahinungdanon niini. Ang optical microcavity kasagaran gilangkoban sa microsphere, microcolumn, microring ug uban pang mga geometriya. Kini usa ka klase sa morphologic dependent optical resonator. Ang mga light wave sa mga microcavity hingpit nga makita sa microcavity interface, nga miresulta sa usa ka resonance mode nga gitawag og whispering gallery mode (WGM). Kung itandi sa ubang optical resonator, ang mga microresonator adunay mga kinaiya sa taas nga Q value (labaw sa 106), ubos nga mode volume, gamay nga gidak-on ug dali nga pag-integrate, ug uban pa, ug gigamit na sa high-sensitivity biochemical sensing, ultra-low threshold laser ug nonlinear action. Ang among tumong sa panukiduki mao ang pagpangita ug pagtuon sa mga kinaiya sa lain-laing mga istruktura ug lain-laing mga morpolohiya sa mga microcavity, ug pag-apply niining mga bag-ong kinaiya. Ang mga nag-unang direksyon sa panukiduki naglakip sa: panukiduki sa optical characteristics sa WGM microcavity, panukiduki sa paghimo sa microcavity, panukiduki sa aplikasyon sa microcavity, ug uban pa.

Pag-ila sa biokemikal nga microcavity sa WGM

Sa eksperimento, ang four-order high-order WGM mode M1 (FIG. 1(a)) gigamit para sa pag-sensing sa pagsukod. Kon itandi sa low-order mode, ang sensitivity sa high-order mode miuswag pag-ayo (FIG. 1(b)).

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

Ma-tune nga optical filter nga adunay taas nga Q value

Una, ang radial nga hinay nga nag-usab-usab nga cylindrical microcavity gibira pagawas, ug dayon ang wavelength tuning makab-ot pinaagi sa mekanikal nga paglihok sa coupling position 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 device makahimo sa optical displacement sensing nga adunay sub-nanometer accuracy.

Hulagway 2. Eskematikong dayagram sa tunable optical filter (a), tunable performance (b) ug filter bandwidth (c)

WGM microfluidic drop resonator

Sa microfluidic chip, ilabi na sa tinulo sa lana (droplet in-oil), tungod sa mga kinaiya sa surface tension, para sa diametro nga napulo o bisan gatusan ka microns, kini mo-suspende sa lana, nga moporma og halos hingpit nga sphere. Pinaagi sa pag-optimize sa refractive index, ang tinulo mismo usa ka hingpit nga spherical resonator nga adunay quality factor nga labaw sa 108. Malikayan usab niini ang problema sa evaporation sa lana. Para sa medyo dagkong mga tinulo, kini "molingkod" sa ibabaw o ubos nga mga dingding sa kilid tungod sa kalainan sa density. Kini nga klase sa tinulo magamit lamang sa lateral excitation mode.