Съвместен изследователски екип от Harvard Medical School (HMS) и MIT General Hospital казва, че е постигнал настройка на изхода на лазер с микродиск, използвайки метода за ецване PEC, което прави нов източник за нанофотоника и биомедицина „обещаващ“.
(Изходът на микродисковия лазер може да се регулира чрез метода на PEC гравиране)
В полетата нананофотоникаи биомедицина, микродисклазерии нанодисковите лазери станаха обещаващиизточници на светлинаи сонди.В няколко приложения, като например фотонна комуникация на чип, биоизобразяване на чип, биохимично отчитане и обработка на квантова фотонна информация, те трябва да постигнат лазерен изход при определяне на дължината на вълната и точността на свръхтясна лента.Въпреки това остава предизвикателство да се произвеждат микродискови и нанодискови лазери с тази точна дължина на вълната в голям мащаб.Настоящите процеси на нанопроизводство въвеждат произволността на диаметъра на диска, което затруднява получаването на зададена дължина на вълната при лазерна масова обработка и производство. Сега екип от изследователи от Харвардското медицинско училище и Wellman Center на Масачузетската болница заОптоелектронна медицинаразработи новаторска оптохимична (PEC) техника за ецване, която помага за прецизно настройване на лазерната дължина на вълната на микродисков лазер със субнанометрова точност.Работата е публикувана в списанието Advanced Photonics.
Фотохимично ецване
Според докладите, новият метод на екипа позволява производството на микродискови лазери и нанодискови лазерни масиви с прецизни, предварително определени дължини на вълните на излъчване.Ключът към този пробив е използването на PEC ецване, което осигурява ефективен и мащабируем начин за фина настройка на дължината на вълната на микродисков лазер.В горните резултати екипът успешно получи микродискове за фосфатиране на индиев галиев арсенид, покрити със силициев диоксид върху структурата на колоната с индиев фосфид.След това те настройват лазерната дължина на вълната на тези микродискове точно до определена стойност чрез извършване на фотохимично ецване в разреден разтвор на сярна киселина.
Те също така изследваха механизмите и динамиката на специфични фотохимични (PEC) ецвания.Накрая те прехвърлиха настроения по дължината на вълната микродисков масив върху полидиметилсилоксанов субстрат, за да произведат независими, изолирани лазерни частици с различни дължини на лазерните вълни.Полученият микродиск показва ултрашироколентова честотна лента на лазерно излъчване, слазервърху колоната по-малко от 0,6 nm и изолираната частица по-малко от 1,5 nm.
Отваряне на вратата към биомедицинските приложения
Този резултат отваря вратата към много нови нанофотоника и биомедицински приложения.Например, самостоятелните лазери с микродиск могат да служат като физико-оптични баркодове за хетерогенни биологични проби, което позволява етикетирането на специфични типове клетки и насочването на специфични молекули в мултиплексния анализ. Етикетирането, специфично за типа клетка, в момента се извършва с помощта на конвенционални биомаркери, като като органични флуорофори, квантови точки и флуоресцентни перли, които имат широка ширина на линията на излъчване.По този начин само няколко специфични типа клетки могат да бъдат етикетирани едновременно.За разлика от това ултратеснолентовото светлинно излъчване на микродисков лазер ще може да идентифицира повече типове клетки едновременно.
Екипът тества и успешно демонстрира прецизно настроени микродискови лазерни частици като биомаркери, използвайки ги за етикетиране на култивирани нормални епителни клетки на гърдата MCF10A.Със своето ултрашироколентово излъчване, тези лазери биха могли потенциално да революционизират биочувствителността, използвайки доказани биомедицински и оптични техники като цитодинамични изображения, поточна цитометрия и мултиомичен анализ.Технологията, базирана на PEC ецване, бележи голям напредък в микродисковите лазери.Мащабируемостта на метода, както и неговата субнанометрова прецизност, разкриват нови възможности за безброй приложения на лазери в нанофотоника и биомедицински устройства, както и баркодове за специфични клетъчни популации и аналитични молекули.
Време на публикуване: 29 януари 2024 г