Ի՞նչ է միկրոնանո-ֆոտոնիկան։

Միկրոնանո-ֆոտոնիկան հիմնականում ուսումնասիրում է լույսի և նյութի փոխազդեցության օրենքը միկրո և նանո մասշտաբով և դրա կիրառումը լույսի առաջացման, փոխանցման, կարգավորման, հայտնաբերման և զգայունացման մեջ: Միկրոնանո-ֆոտոնիկայի ենթաալիքային երկարության սարքերը կարող են արդյունավետորեն բարելավել ֆոտոնային ինտեգրման աստիճանը, և ակնկալվում է, որ այն ինտեգրի ֆոտոնային սարքերը փոքր օպտիկական չիպի մեջ, ինչպիսին է էլեկտրոնային չիպերը: Նանոմակերեսային պլազմոնիկան միկրոնանո-ֆոտոնիկայի նոր ոլորտ է, որը հիմնականում ուսումնասիրում է լույսի և նյութի փոխազդեցությունը մետաղական նանոկառուցվածքներում: Այն ունի փոքր չափի, բարձր արագության և ավանդական դիֆրակցիոն սահմանի հաղթահարման բնութագրեր: Նանոպլազմա-ալիքատար կառուցվածքը, որն ունի լավ տեղային դաշտի ուժեղացման և ռեզոնանսային ֆիլտրման բնութագրեր, հիմք է հանդիսանում նանոֆիլտրի, ալիքի երկարության բաժանման մուլտիպլեքսորի, օպտիկական անջատիչի, լազերի և այլ միկրոնանոօպտիկական սարքերի համար: Օպտիկական միկրոխոռոչները սահմանափակում են լույսը փոքր տարածքներով և զգալիորեն բարելավում լույսի և նյութի փոխազդեցությունը: Հետևաբար, բարձր որակի գործոնով օպտիկական միկրոխոռոչը բարձր զգայունության զգայունացման և հայտնաբերման կարևոր միջոց է:

WGM միկրոխոռոչ

Վերջին տարիներին օպտիկական միկրոխոռոչը մեծ ուշադրություն է գրավել իր մեծ կիրառման ներուժի և գիտական ​​նշանակության շնորհիվ: Օպտիկական միկրոխոռոչը հիմնականում բաղկացած է միկրոգնդից, միկրոսյունից, միկրոօղակից և այլ երկրաչափություններից: Այն ձևաբանորեն կախված օպտիկական ռեզոնատորի տեսակ է: Միկրոխոռոչներում լույսի ալիքները լիովին արտացոլվում են միկրոխոռոչի միջերեսում, ինչը հանգեցնում է շշնջացող պատկերասրահի ռեժիմ (WGM) կոչվող ռեզոնանսային ռեժիմի: Այլ օպտիկական ռեզոնատորների համեմատ, միկրոռեզոնատորներն ունեն բարձր Q արժեքի (106-ից մեծ), ցածր ռեժիմի ծավալի, փոքր չափի և հեշտ ինտեգրման և այլնի բնութագրեր և կիրառվել են բարձր զգայունության կենսաքիմիական զգայունության, գերցածր շեմային լազերի և ոչ գծային գործողության մեջ: Մեր հետազոտական ​​նպատակն է գտնել և ուսումնասիրել միկրոխոռոչների տարբեր կառուցվածքների և տարբեր ձևաբանությունների բնութագրերը, ինչպես նաև կիրառել այդ նոր բնութագրերը: Հետազոտության հիմնական ուղղություններն են՝ WGM միկրոխոռոչի օպտիկական բնութագրերի հետազոտություն, միկրոխոռոչի արտադրության հետազոտություն, միկրոխոռոչի կիրառման հետազոտություն և այլն:

WGM միկրոխոռոչային կենսաքիմիական զգայունացում

Փորձի ընթացքում չափման համար օգտագործվել է չորս կարգի բարձր կարգի WGM ռեժիմ M1-ը (Նկ. 1(ա)): Ցածր կարգի ռեժիմի համեմատ, բարձր կարգի ռեժիմի զգայունությունը զգալիորեն բարելավվել է (Նկ. 1(բ)):

Նկար 1. Միկրոմազիլյար խոռոչի ռեզոնանսային ռեժիմը (ա) և դրա համապատասխան բեկման ցուցիչի զգայունությունը (բ)

Կարգավորելի օպտիկական ֆիլտր՝ բարձր Q արժեքով

Սկզբում դուրս է քաշվում ճառագայթային դանդաղ փոփոխվող գլանաձև միկրոխոռոչը, որից հետո ալիքի երկարության կարգավորումը կարող է իրականացվել՝ մեխանիկորեն տեղաշարժելով միացման դիրքը՝ հիմնվելով ռեզոնանսային ալիքի երկարության ձևի չափի սկզբունքի վրա (Նկար 2 (ա)): Կարգավորելի կատարողականությունը և ֆիլտրման թողունակությունը ներկայացված են Նկար 2 (բ) և (գ)-ում: Բացի այդ, սարքը կարող է իրականացնել օպտիկական տեղաշարժի զգայունացում ենթանանոմետրային ճշգրտությամբ:

Նկար 2. Կարգավորելի օպտիկական ֆիլտրի (ա) սխեմատիկ դիագրամ, կարգավորելի կատարողականություն (բ) և ֆիլտրի թողունակություն (գ)

WGM միկրոհոսքային կաթիլային ռեզոնատոր

Միկրոհեղուկային չիպում, հատկապես յուղի մեջ գտնվող կաթիլի համար (կաթիլ յուղի մեջ), մակերևութային լարվածության բնութագրերի պատճառով, տասնյակ կամ նույնիսկ հարյուրավոր միկրոնների տրամագծի դեպքում այն ​​կկախվի յուղի մեջ՝ ձևավորելով գրեթե կատարյալ գունդ։ Բեկման ցուցիչի օպտիմալացման միջոցով կաթիլն ինքնին կատարյալ գնդաձև ռեզոնատոր է՝ 108-ից ավելի որակի գործակցով։ Այն նաև խուսափում է յուղի մեջ գոլորշիացման խնդրից։ Համեմատաբար մեծ կաթիլների համար դրանք «կնստեն» վերին կամ ստորին կողմնային պատերի վրա՝ խտության տարբերությունների պատճառով։ Այս տեսակի կաթիլը կարող է օգտագործել միայն կողմնային գրգռման ռեժիմը։