Микро-нано фотоника углавном проучава закон интеракције између светлости и материје на микро и нано скали и њену примену у стварању светлости, преносу, регулацији, детекцији и сенсингу. Уређаји подталасне дужине микро-нано фотонике могу ефикасно побољшати степен интеграције фотона, а очекује се да ће фотонске уређаје интегрисати у мали оптички чип попут електронских чипова. Нано-површинска плазмоника је нова област микро-нано фотонике, која углавном проучава интеракцију између светлости и материје у металним наноструктурама. Има карактеристике мале величине, велике брзине и превазилажења традиционалне границе дифракције. Структура наноплазма таласовода, која има добро побољшање локалног поља и карактеристике резонантног филтрирања, је основа нано-филтера, мултиплексера са поделом таласних дужина, оптичког прекидача, ласера и других микро-нано оптичких уређаја. Оптичке микрошупљине ограничавају светлост на сићушне регионе и у великој мери побољшавају интеракцију између светлости и материје. Због тога је оптичка микрошупљина са високим фактором квалитета важан начин детекције и детекције високе осетљивости.
ВГМ микрошупљина
Последњих година оптичка микрошупљина је привукла велику пажњу због свог великог потенцијала примене и научног значаја. Оптичка микрошупљина се углавном састоји од микросфере, микроколоне, микропрстена и других геометрија. То је врста морфолошки зависног оптичког резонатора. Светлосни таласи у микрошупљинама се у потпуности рефлектују на интерфејсу микрошупљине, што резултира резонантним режимом који се назива режим шапаће галерије (ВГМ). У поређењу са другим оптичким резонаторима, микрорезонатори имају карактеристике високе К вредности (веће од 106), мале запремине мода, мале величине и лаке интеграције, итд., и примењени су на биохемијско сенсирање високе осетљивости, ласер са ултра ниским прагом и нелинеарне акције. Наш циљ истраживања је да пронађемо и проучимо карактеристике различитих структура и различитих морфологија микрошупљина и применимо те нове карактеристике. Главни правци истраживања обухватају: истраживање оптичких карактеристика ВГМ микрошупљине, фабричко истраживање микрошупљине, примењено истраживање микрошупљине итд.
ВГМ микрошупљина биохемијски сенсинг
У експерименту, за мерење сенсинга коришћен је ВГМ мод четири реда високог реда М1 (слика 1(а)). У поређењу са режимом нижег реда, осетљивост режима високог реда је знатно побољшана (Слика 1(б)).
Слика 1. Резонантни режим (а) микрокапиларне шупљине и њен одговарајући индекс преламања осетљивости (б)
Подесиви оптички филтер са високом К вредношћу
Прво се извлачи радијална полако променљива цилиндрична микрошупљина, а затим се подешавање таласне дужине може постићи механичким померањем положаја спреге на основу принципа величине облика од резонантне таласне дужине (слика 2 (а)). Подесиве перформансе и пропусни опсег филтрирања приказани су на слици 2 (б) и (ц). Поред тога, уређај може да реализује оптичко детекцију померања са тачношћу испод нанометара.
Слика 2. Шематски дијаграм подесивог оптичког филтера (а), подесивих перформанси (б) и пропусног опсега филтера (ц)
ВГМ микрофлуидни резонатор капљица
у микрофлуидном чипу, посебно за капљицу у уљу (капљица у уљу), због карактеристика површинског напона, за пречник од десетине или чак стотине микрона, биће суспендована у уљу, формирајући скоро савршена сфера. Кроз оптимизацију индекса преламања, сама капљица је савршен сферни резонатор са фактором квалитета већим од 108. Такође избегава проблем испаравања у уљу. За релативно велике капљице, оне ће „седети“ на горњим или доњим бочним зидовима због разлике у густини. Ова врста капљица може да користи само режим бочне ексцитације.
Време поста: 23.10.2023