Ett gemensamt forskarteam från Harvard Medical School (HMS) och MIT General Hospital säger att de har uppnått inställning av utgången från en mikrodisklaser med PEC -etsningsmetoden, vilket gör en ny källa för nanofotonik och biomedicin "lovande."
(Utgången från mikrodisklaseren kan justeras med PEC -etsningsmetoden)
På områdenananofotonikoch biomedicin, mikrodisklasersoch nanodisklasrar har blivit lovandeljuskälloroch sonder. I flera applikationer såsom fotonisk kommunikation på chip, bioimaging på chip, biokemisk avkänning och kvantfotoninformation, måste de uppnå laserutgång vid bestämning av våglängd och ultralingbandet noggrannhet. Det är emellertid utmanande att tillverka mikrodisk- och nanodisklasrar med denna exakta våglängd i stor skala. Aktuella nanofabriceringsprocesser introducerar slumpmässigheten i skivdiameter, vilket gör det svårt att få en inställd våglängd i lasermassabearbetning och produktion. Nu, ett team av forskare från Harvard Medical School och Massachusetts General Hospital's Wellman Center förOptoelektronisk medicinhar utvecklat en innovativ optokemisk (PEC) etsningsteknik som hjälper till att exakt ställa in laservåglängden för en mikrodisklaser med subnanometernoggrannhet. Arbetet publiceras i tidskriften Advanced Photonics.
Fotokemisk etsning
Enligt rapporter möjliggör teamets nya metod tillverkning av mikrodisklasrar och nanodisk-laseruppsättningar med exakta, förutbestämda utsläppsvåglängder. Nyckeln till detta genombrott är användningen av PEC-etsning, som ger ett effektivt och skalbart sätt att finjustera våglängden för en mikrodisclaser. I ovanstående resultat erhöll teamet framgångsrikt indium gallium arsenidfosfaterande mikrodisker täckta med kiseldioxid på indiumfosfidkolonnstrukturen. De avstämde sedan laservåglängden för dessa mikrodisker exakt till ett bestämd värde genom att utföra fotokemisk etsning i en utspädd lösning av svavelsyra.
De undersökte också mekanismerna och dynamiken hos specifika fotokemiska etsningar. Slutligen överförde de den våglängdsinställda mikrodiskuppsättningen till ett polydimetylsiloxansubstrat för att producera oberoende, isolerade laserpartiklar med olika laservåglängder. Den resulterande mikrodisken visar en ultraledande bandbredd av laseremission, medlaserpå kolonnen mindre än 0,6 nm och den isolerade partikeln mindre än 1,5 nm.
Öppna dörren till biomedicinska applikationer
Detta resultat öppnar dörren för många nya nanofotonik och biomedicinska tillämpningar. Till exempel kan fristående mikrodisklasrar tjäna som fysikalisk optiska streckkoder för heterogena biologiska prover, vilket möjliggör märkning av specifika celltyper och inriktning av specifika molekyler i multiplexanalys. Cell-typsspecifik märkning utförs för närvarande med konventionella biomarkare, såsom organiska fluoroforer, kvantumtoppar, och flytande, och flytande, och har en breda emission. Således kan endast ett fåtal specifika celltyper märkas samtidigt. Däremot kommer Ultra-Narrow Band Light Emission av en Microdisk-laser att kunna identifiera fler celltyper samtidigt.
Teamet testade och framgångsrikt demonstrerade exakt avstämda mikrodisklaserpartiklar som biomarkörer, och använde dem för att märka odlade normala bröstepitelceller MCF10A. Med sin ultraledande utsläpp kan dessa lasrar potentiellt revolutionera biosensering, med användning av beprövade biomedicinska och optiska tekniker såsom cytodynamisk avbildning, flödescytometri och multi-omics-analys. Tekniken baserad på pec etsning markerar ett stort framsteg i mikrodisklasrar. Metodens skalbarhet, såväl som dess subnanometer precision, öppnar nya möjligheter för otaliga tillämpningar av lasrar i nanofotonik och biomedicinska anordningar, samt streckkoder för specifika cellpopulationer och analysmolekyler.
Posttid: jan-29-2024