Микро-нано фотониката изучава главно закона за взаимодействие между светлината и материята в Micro и Nano Scale и неговото приложение при генериране на светлина, предаване, регулиране, откриване и сензор. Устройствата на под-вълната Micro-Nano Photonics могат ефективно да подобрят степента на интеграция на фотони и се очаква да интегрират фотонните устройства в малък оптичен чип като електронни чипове. Нано-повърхностната плазмоника е ново поле от микро-нано фотоника, което изучава главно взаимодействието между светлината и материята в металните наноструктури. Той има характеристиките на малки размери, висока скорост и преодоляване на традиционната дифракционна граница. Структурата на наноплазмата-вълната, която има добро локално подобряване на полето и характеристики на филтриране на филтриране на полето, е в основата на нано-филтър, мултиплексор на делене на дължината на вълната, оптичен превключвател, лазер и други оптични устройства на микронано. Оптичните микрокавеси ограничават светлината до малките региони и значително подобряват взаимодействието между светлината и материята. Следователно, оптичната микрокавитация с висококачествен фактор е важен начин за усещане и откриване на висока чувствителност.
WGM Microcavity
През последните години оптичната микрокавита привлича много внимание поради големия си потенциал на приложението и научното значение. Оптичната микрокавитация се състои главно от микросфера, микроколона, микроринг и други геометрии. Това е вид морфологично зависим оптичен резонатор. Леките вълни в микрокавелите се отразяват напълно на интерфейса на микрокавитацията, което води до резонансен режим, наречен режим на галерия на Whispering (WGM). В сравнение с други оптични резонатори, микрорезонаторите имат характеристиките на високата стойност на Q (по-голяма от 106), нисък обем на режим, малък размер и лесна интеграция и т.н., и се прилагат за биохимично сензорно усещане с висока чувствителност, ултра ниско праг лазер и нелинейно действие. Нашата изследователска цел е да намерим и изучаваме характеристиките на различни структури и различни морфологии на микрокависите и да прилагаме тези нови характеристики. Основните изследователски направления включват: оптични характеристики изследвания на микрокавитата на WGM, изследване на производството на микрокавитация, изследване на приложението на микрокавитата и др.
WGM Microcavity Biochemical Sensing
В експеримента е използван четирикратно WGM режим M1 (фиг. 1 (а)) за измерване на сензор. В сравнение с режима с нисък ред, чувствителността на режима от висок ред беше значително подобрена (фиг. 1 (б)).
Фигура 1. Резонансният режим (а) на микрокапилярната кухина и съответната му чувствителност към рефракционен коефициент (б)
Настроен оптичен филтър с висока Q стойност
Първо, радиалното бавно променяща се цилиндрична микрокавитация се изтегля и след това настройката на дължината на вълната може да бъде постигната чрез механично преместване на положението на свързване въз основа на принципа на размера на формата, тъй като резонансната дължина на вълната (Фигура 2 (а)). Настройката на честотната лента и филтриращата честотна лента са показани на фигура 2 (б) и (в). В допълнение, устройството може да реализира оптично изместване на изместване с точност на субнанометъра.
Фигура 2. Схематична схема на регулируем оптичен филтър (A), регулируема производителност (B) и честотна лента на филтъра (C)
WGM микрофлуиден резонатор
В микрофлуидния чип, особено за капчицата в маслото (капчица в маслото), поради характеристиките на повърхностното напрежение, за диаметъра на десетки или дори стотици микрона, той ще бъде спрян в маслото, образувайки почти перфектна сфера. Чрез оптимизацията на коефициента на пречупване самата капка е перфектен сферичен резонатор с коефициент на качество над 108. Освен това избягва проблема с изпаряването в маслото. За сравнително големи капчици те ще „седят“ на горната или долната странична стена поради разликите в плътността. Този тип капчици могат да използват само страничния режим на възбуждане.
Време за публикация: 23-2023 октомври