Mikro-nano-fotonik studerar huvudsakligen lagen om interaktion mellan ljus och materia i mikro- och nano-skala och dess tillämpning i ljusgenerering, överföring, reglering, upptäckt och avkänning. Micro-Nano Photonics Subvåglängdsenheter kan effektivt förbättra graden av fotonintegration, och det förväntas integrera fotoniska enheter i ett litet optiskt chip som elektroniska chips. Nano-yta Plasmonics är ett nytt fält av mikro-nano-fotonik, som huvudsakligen studerar interaktionen mellan ljus och materia i metall nanostrukturer. Den har egenskaperna hos liten storlek, hög hastighet och övervinner den traditionella diffraktionsgränsen. Nanoplasma-waveguide-strukturen, som har god lokal fältförbättring och resonansfiltreringsegenskaper, är grunden för nano-filter, våglängdsdelning multiplexer, optisk switch, laser och andra mikro-nano-optiska enheter. Optiska mikrokaviteter begränsar ljuset till små regioner och förbättrar interaktionen mellan ljus och materia kraftigt. Därför är den optiska mikrokaviteten med hög kvalitetsfaktor ett viktigt sätt att avkänna och detektion av hög känslighet.
WGM -mikrokavitet
Under de senaste åren har optisk mikrokavitet väckt mycket uppmärksamhet på grund av dess stora tillämpningspotential och vetenskapliga betydelse. Den optiska mikrokaviteten består huvudsakligen av mikrosfär, mikrokolonn, mikroring och andra geometrier. Det är en slags morfologisk beroende optisk resonator. Ljusvågor i mikrokaviteter återspeglas fullt ut vid mikrokavitetsgränssnittet, vilket resulterar i ett resonansläge som kallas Whispering Gallery Mode (WGM). Jämfört med andra optiska resonatorer har mikoresonatorer egenskaperna för högt Q-värde (större än 106), lågläge, liten storlek och enkel integration, etc. och har tillämpats på biokemisk avkänning med hög känslighet, ultralåga tröskellaser och olinjär verkan. Vårt forskningsmål är att hitta och studera egenskaperna hos olika strukturer och olika morfologier hos mikrokaviteter och att tillämpa dessa nya egenskaper. De viktigaste forskningsanvisningarna inkluderar: Optiska egenskaper Forskning av WGM -mikrokavitet, tillverkningsforskning av mikrokavitet, applikationsforskning av mikrokavitet, etc.
WGM Microcavity Biochemical Sensing
I experimentet användes det fyra ordningens högordning WGM-läge M1 (fig. 1 (a)) för att avkänna mätningen. Jämfört med lågordningsläget förbättrades känsligheten för högordningsläget kraftigt (Fig. 1 (b)).
Figur 1. Resonansläge (a) i mikrokapillärhålan och dess motsvarande brytningsindexkänslighet (B)
Inställbart optiskt filter med högt Q -värde
Först dras den radiella långsamt föränderliga cylindriska mikrokaviteten ut, och sedan kan våglängdsinställningen uppnås genom att mekaniskt flytta kopplingsläget baserat på principen om formstorlek sedan resonansvåglängden (figur 2 (a)). Den inställbara prestanda och filtreringsbandbredd visas i figur 2 (b) och (c). Dessutom kan enheten inse optisk förskjutning av avkänning med noggrannhet i sub-nanometer.
Figur 2. Schematiskt diagram över inställbart optiskt filter (A), inställbar prestanda (B) och filterbandbredd (C)
WGM Microfluidic Drop Resonator
I det mikrofluidiska chipet, speciellt för droppen i oljan (droppe in oljan), på grund av ytspänningsegenskaperna, för diametern på tiotals eller till och med hundratals mikron, kommer den att upphängas i oljan, och bildar en nästan perfekt sfär. Genom optimering av brytningsindex är själva droppen en perfekt sfärisk resonator med en kvalitetsfaktor på mer än 108. Det undviker också problemet med förångning i oljan. För relativt stora droppar kommer de att "sitta" på de övre eller nedre sidoväggarna på grund av densitetsskillnader. Denna typ av droppe kan bara använda det laterala excitationsläget.
Posttid: oktober-23-2023