अमेरिकन टीमने मायक्रोडिस्क लेसर ट्यूनिंगसाठी एक नवीन पद्धत प्रस्तावित केली आहे

हार्वर्ड मेडिकल स्कूल (HMS) आणि MIT जनरल हॉस्पिटलच्या संयुक्त संशोधन पथकाने PEC एचिंग पद्धतीचा वापर करून मायक्रोडिस्क लेसरच्या आउटपुटचे ट्यूनिंग साध्य केले आहे, ज्यामुळे नॅनोफोटोनिक्स आणि बायोमेडिसिनचा एक नवीन स्रोत "आश्वासक" बनला आहे.

(मायक्रोडिस्क लेसरचे आउटपुट पीईसी एचिंग पद्धतीने समायोजित केले जाऊ शकते)

च्या शेतातनॅनोफोटोनिक्सआणि बायोमेडिसिन, मायक्रोडिस्कलेसरआणि नॅनोडिस्क लेसर आशादायक बनले आहेतप्रकाश स्रोतआणि चौकशी. ऑन-चिप फोटोनिक कम्युनिकेशन, ऑन-चिप बायोइमेजिंग, बायोकेमिकल सेन्सिंग आणि क्वांटम फोटॉन माहिती प्रक्रिया यासारख्या अनेक अनुप्रयोगांमध्ये, त्यांना तरंगलांबी आणि अल्ट्रा-नॅरो बँड अचूकता निर्धारित करण्यासाठी लेसर आउटपुट प्राप्त करणे आवश्यक आहे. तथापि, या अचूक तरंगलांबीचे मायक्रोडिस्क आणि नॅनोडिस्क लेसर मोठ्या प्रमाणावर तयार करणे आव्हानात्मक आहे. सध्याच्या नॅनोफॅब्रिकेशन प्रक्रिया डिस्क व्यासाच्या यादृच्छिकतेचा परिचय देतात, ज्यामुळे लेसर मास प्रोसेसिंग आणि उत्पादनामध्ये एक सेट तरंगलांबी मिळवणे कठीण होते. आता, हार्वर्ड मेडिकल स्कूल आणि मॅसॅच्युसेट्स जनरल हॉस्पिटलच्या वेलमन सेंटरच्या संशोधकांची एक टीम.ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक औषधने एक नाविन्यपूर्ण ऑप्टोकेमिकल (PEC) एचिंग तंत्र विकसित केले आहे जे सबनानोमीटर अचूकतेसह मायक्रोडिस्क लेसरची लेसर तरंगलांबी अचूकपणे ट्यून करण्यास मदत करते. हे काम प्रगत फोटोनिक्स जर्नलमध्ये प्रकाशित झाले आहे.

फोटोकेमिकल एचिंग
अहवालानुसार, संघाची नवीन पद्धत सूक्ष्म-डिस्क लेसर आणि नॅनोडिस्क लेसर ॲरे अचूक, पूर्वनिर्धारित उत्सर्जन तरंगलांबीसह तयार करण्यास सक्षम करते. या यशाची गुरुकिल्ली म्हणजे पीईसी एचिंगचा वापर, जे मायक्रोडिस्क लेसरची तरंगलांबी सुधारण्यासाठी एक कार्यक्षम आणि स्केलेबल मार्ग प्रदान करते. वरील परिणामांमध्ये, संघाने इंडियम फॉस्फाइड स्तंभाच्या संरचनेवर सिलिकाने झाकलेले इंडियम गॅलियम आर्सेनाइड फॉस्फेटिंग मायक्रोडिस्क यशस्वीरित्या प्राप्त केले. त्यानंतर त्यांनी सल्फ्यूरिक ऍसिडच्या पातळ केलेल्या द्रावणात फोटोकेमिकल एचिंग करून या मायक्रोडिस्कची लेसर तरंगलांबी अचूकपणे निर्धारित मूल्यापर्यंत ट्यून केली.
त्यांनी विशिष्ट फोटोकेमिकल (पीईसी) एचिंग्जची यंत्रणा आणि गतिशीलता देखील तपासली. शेवटी, त्यांनी वेगवेगळ्या लेसर तरंगलांबीसह स्वतंत्र, पृथक लेसर कण तयार करण्यासाठी तरंगलांबी-ट्यून केलेले मायक्रोडिस्क ॲरे पॉलिडिमेथिलसिलॉक्सेन सब्सट्रेटवर हस्तांतरित केले. परिणामी मायक्रोडिस्क लेसर उत्सर्जनाची अल्ट्रा-वाइडबँड बँडविड्थ दर्शवते,लेसर0.6 nm पेक्षा कमी स्तंभावर आणि 1.5 nm पेक्षा कमी विलग कणावर.

बायोमेडिकल ऍप्लिकेशन्सचे दरवाजे उघडणे
हा परिणाम अनेक नवीन नॅनोफोटोनिक्स आणि बायोमेडिकल अनुप्रयोगांसाठी दार उघडतो. उदाहरणार्थ, स्टँड-अलोन मायक्रोडिस्क लेसर विषम जैविक नमुन्यांसाठी फिजिओ-ऑप्टिकल बारकोड म्हणून काम करू शकतात, ज्यामुळे विशिष्ट सेल प्रकारांचे लेबलिंग आणि मल्टीप्लेक्स विश्लेषणामध्ये विशिष्ट रेणूंचे लक्ष्यीकरण सक्षम होते. सेल प्रकार-विशिष्ट लेबलिंग सध्या पारंपारिक बायोमार्कर वापरून केले जाते, जसे की ऑर्गेनिक फ्लोरोफोर्स, क्वांटम डॉट्स आणि फ्लोरोसेंट बीड्स, ज्यात विस्तीर्ण उत्सर्जन लाइनविड्थ आहे. अशा प्रकारे, एकाच वेळी फक्त काही विशिष्ट सेल प्रकारांना लेबल केले जाऊ शकते. याउलट, मायक्रोडिस्क लेसरचे अल्ट्रा-नॅरो बँड प्रकाश उत्सर्जन एकाच वेळी अधिक सेल प्रकार ओळखण्यास सक्षम असेल.
संघाने चाचणी केली आणि यशस्वीरित्या तंतोतंत ट्यून केलेले मायक्रोडिस्क लेसर कण बायोमार्कर म्हणून प्रदर्शित केले, त्यांचा वापर करून सुसंस्कृत सामान्य स्तन उपकला पेशी MCF10A लेबल करण्यासाठी. त्यांच्या अल्ट्रा-वाइडबँड उत्सर्जनासह, हे लेसर सायटोडायनामिक इमेजिंग, फ्लो सायटोमेट्री आणि मल्टी-ओमिक्स विश्लेषण यासारख्या सिद्ध बायोमेडिकल आणि ऑप्टिकल तंत्रांचा वापर करून बायोसेन्सिंगमध्ये संभाव्य क्रांती घडवू शकतात. पीईसी एचिंगवर आधारित तंत्रज्ञान मायक्रोडिस्क लेसरमध्ये मोठी प्रगती दर्शवते. पद्धतीची स्केलेबिलिटी, तसेच त्याची सबनानोमीटर अचूकता, नॅनोफोटोनिक्स आणि बायोमेडिकल उपकरणांमध्ये लेझरच्या असंख्य अनुप्रयोगांसाठी, तसेच विशिष्ट सेल लोकसंख्या आणि विश्लेषणात्मक रेणूंसाठी बारकोडसाठी नवीन शक्यता उघडते.