Ett gemensamt forskarlag från Harvard Medical School (HMS) och MIT General Hospital säger att de har uppnått justering av utsignalen från en mikrodisklaser med PEC-etsningsmetoden, vilket gör en ny källa för nanofotonik och biomedicin "lovande".
(Utgången från mikrodisklasern kan justeras med PEC-etsningsmetoden)
Inom områdenananofotonikoch biomedicin, mikrodisklasraroch nanodisklasrar har blivit lovandeLjuskälloroch sonder.I flera applikationer såsom on-chip fotonisk kommunikation, on-chip bioimaging, biokemisk avkänning och kvantfotoninformationsbehandling, måste de uppnå laserutdata för att bestämma våglängd och ultrasmalbandsnoggrannhet.Det är dock fortfarande en utmaning att tillverka mikrodisk- och nanodisklasrar av denna exakta våglängd i stor skala.Nuvarande nanotillverkningsprocesser introducerar slumpmässigheten i skivdiametern, vilket gör det svårt att erhålla en bestämd våglängd vid lasermassabearbetning och produktion. Nu har ett team av forskare från Harvard Medical School och Massachusetts General Hospitals Wellman Center förOptoelektronisk medicinhar utvecklat en innovativ optokemisk (PEC) etsningsteknik som hjälper till att exakt ställa in laservåglängden på en mikrodisklaser med subnanometernoggrannhet.Verket publiceras i tidskriften Advanced Photonics.
Fotokemisk etsning
Enligt rapporter möjliggör lagets nya metod tillverkning av mikrodisklasrar och nanodisklasermatriser med exakta, förutbestämda emissionsvåglängder.Nyckeln till detta genombrott är användningen av PEC-etsning, som ger ett effektivt och skalbart sätt att finjustera våglängden på en mikrodisklaser.I ovanstående resultat erhöll teamet framgångsrikt indium-galliumarsenidfosfateringsmikrodiskar täckta med kiseldioxid på indiumfosfidkolonnstrukturen.De justerade sedan laservåglängden för dessa mikrodisketter exakt till ett bestämt värde genom att utföra fotokemisk etsning i en utspädd lösning av svavelsyra.
De undersökte också mekanismerna och dynamiken hos specifika fotokemiska (PEC) etsningar.Slutligen överförde de den våglängdsavstämda mikrodiskarrayen till ett polydimetylsiloxansubstrat för att producera oberoende, isolerade laserpartiklar med olika laservåglängder.Den resulterande mikrodisken visar en ultrabredbandsbandbredd av laseremission, medlaserpå kolonnen mindre än 0,6 nm och den isolerade partikeln mindre än 1,5 nm.
Öppnar dörren till biomedicinska tillämpningar
Detta resultat öppnar dörren till många nya nanofotonik och biomedicinska tillämpningar.Till exempel kan fristående mikrodisklasrar fungera som fysikalisk-optiska streckkoder för heterogena biologiska prover, vilket möjliggör märkning av specifika celltyper och inriktning av specifika molekyler i multiplexanalys. Celltypspecifik märkning utförs för närvarande med hjälp av konventionella biomarkörer, t.ex. som organiska fluoroforer, kvantprickar och fluorescerande pärlor, som har breda emissionslinjebredder.Således kan endast ett fåtal specifika celltyper märkas samtidigt.Däremot kommer den ultrasmalbandiga ljusemissionen från en mikrodisklaser att kunna identifiera fler celltyper samtidigt.
Teamet testade och demonstrerade framgångsrikt exakt avstämda mikrodisklaserpartiklar som biomarkörer, och använde dem för att märka odlade normala bröstepitelceller MCF10A.Med sin ultrabredbandsutstrålning kan dessa lasrar potentiellt revolutionera biosensing, med hjälp av beprövade biomedicinska och optiska tekniker som cytodynamisk avbildning, flödescytometri och multiomics-analys.Tekniken baserad på PEC-etsning markerar ett stort framsteg inom mikrodisklasrar.Metodens skalbarhet, liksom dess subnanometerprecision, öppnar nya möjligheter för otaliga tillämpningar av lasrar i nanofotonik och biomedicinska apparater, samt streckkoder för specifika cellpopulationer och analytiska molekyler.
Posttid: 2024-jan-29