A micro-nano fotonica studia principalmente a lege di l'interazione trà a luce è a materia à scala micro è nano è a so applicazione in a generazione, trasmissione, regulazione, rilevazione è rilevamentu di a luce. I dispositivi micro-nano fotonici à lunghezza d'onda inferiore ponu migliurà efficacemente u gradu di integrazione di fotoni, è si prevede chì integrinu i dispositivi fotonici in un picculu chip otticu cum'è i chip elettronichi. A nanoplasmonica di superficie hè un novu campu di micro-nano fotonica, chì studia principalmente l'interazione trà a luce è a materia in e nanostrutture metalliche. Hà e caratteristiche di piccule dimensioni, alta velocità è superamentu di u limite di diffrazione tradiziunale. A struttura di guida d'onda nanoplasma, chì hà una bona rinfurzazione di u campu lucale è caratteristiche di filtraggio di risonanza, hè a basa di nano-filtru, multiplexor di divisione di lunghezza d'onda, interruttore otticu, laser è altri dispositivi micro-nano ottici. E microcavità ottiche limitanu a luce à piccule regioni è miglioranu assai l'interazione trà a luce è a materia. Dunque, a microcavità ottica cù un fattore di alta qualità hè un modu impurtante di rilevamentu è rilevamentu di alta sensibilità.
Microcavità WGM
In l'ultimi anni, a microcavità ottica hà attiratu assai attenzione per via di u so grande putenziale d'applicazione è di a so significazione scientifica. A microcavità ottica hè custituita principalmente da microsfere, microcolonne, microanelli è altre geometrie. Hè un tipu di risonatore otticu dipendente da a morfologia. L'onde luminose in e microcavità sò cumpletamente riflesse à l'interfaccia di a microcavità, risultendu in una modalità di risonanza chjamata modalità di galleria sussurrante (WGM). In paragone cù altri risonatori ottici, i microrisonatori anu e caratteristiche di un valore Q elevatu (più grande di 106), un vulume di modalità bassa, dimensioni ridotte è una facile integrazione, ecc., è sò stati applicati à u rilevamentu biochimicu à alta sensibilità, à u laser à soglia ultra bassa è à l'azione non lineare. U nostru scopu di ricerca hè di truvà è studià e caratteristiche di diverse strutture è diverse morfologie di e microcavità, è di applicà queste nuove caratteristiche. E principali direzzioni di ricerca includenu: ricerca di e caratteristiche ottiche di a microcavità WGM, ricerca di fabricazione di microcavità, ricerca d'applicazione di microcavità, ecc.
Rilevamentu biochimicu di microcavità WGM
In l'esperimentu, u modu WGM di ordine superiore di quattru ordini M1 (FIG. 1 (a)) hè statu utilizatu per a misurazione di rilevamentu. In paragone cù u modu di ordine inferiore, a sensibilità di u modu di ordine superiore hè stata assai migliorata (FIG. 1 (b)).
Figura 1. Modu di risonanza (a) di a cavità microcapillare è a so sensibilità currispundente à l'indice di rifrazione (b)
Filtru otticu accordabile cù un valore Q altu
Prima, a microcavità cilindrica chì cambia lentamente à u livellu radiale hè estratta, è dopu l'accordu di a lunghezza d'onda pò esse ottenutu muvendu meccanicamente a pusizione di accoppiamentu basatu annantu à u principiu di a dimensione di a forma dapoi a lunghezza d'onda risonante (Figura 2 (a)). E prestazioni accordabili è a larghezza di banda di filtraggio sò mostrate in a Figura 2 (b) è (c). Inoltre, u dispusitivu pò realizà u rilevamentu di u spustamentu otticu cù una precisione sub-nanometrica.
Figura 2. Schema di u filtru otticu sintonizabile (a), di e prestazioni sintonizabili (b) è di a larghezza di banda di u filtru (c)
Risonatore di goccia microfluidica WGM
In u chip microfluidicu, in particulare per a goccia in l'oliu (goccia in oliu), per via di e caratteristiche di a tensione superficiale, per u diametru di decine o ancu centinaie di micron, serà suspesa in l'oliu, furmendu una sfera quasi perfetta. Attraversu l'ottimisazione di l'indice di rifrazione, a goccia stessa hè un risonatore sfericu perfettu cù un fattore di qualità superiore à 108. Evita ancu u prublema di l'evaporazione in l'oliu. Per e gocce relativamente grande, si "puseranu" nantu à i muri laterali superiori o inferiori per via di e differenze di densità. Stu tipu di goccia pò aduprà solu a modalità di eccitazione laterale.
Data di publicazione: 23 d'ottobre di u 2023