मायक्रो-नॅनो फोटॉनिक्स म्हणजे काय?

मायक्रो-नॅनो फोटॉनिक्स प्रामुख्याने मायक्रो आणि नॅनो स्केलवर प्रकाश आणि पदार्थांमधील परस्परसंवादाच्या कायद्याचा अभ्यास करतात आणि हलकी निर्मिती, प्रसारण, नियमन, शोध आणि सेन्सिंगमध्ये त्याचा अनुप्रयोग. मायक्रो-नॅनो फोटॉनिक्स सब-वेव्हलेन्थ डिव्हाइस फोटॉन एकत्रीकरणाची डिग्री प्रभावीपणे सुधारू शकतात आणि इलेक्ट्रॉनिक चिप्ससारख्या छोट्या ऑप्टिकल चिपमध्ये फोटॉनिक डिव्हाइस समाकलित करणे अपेक्षित आहे. नॅनो-पृष्ठभाग प्लाझमोनिक्स मायक्रो-नॅनो फोटॉनिक्सचे एक नवीन फील्ड आहे, जे मुख्यत: मेटल नॅनोस्ट्रक्चर्समधील प्रकाश आणि पदार्थांमधील परस्परसंवादाचा अभ्यास करते. यात लहान आकार, उच्च गती आणि पारंपारिक विवर्तन मर्यादेवर मात करण्याची वैशिष्ट्ये आहेत. नॅनोप्लाझ्मा-वेव्हगुइड स्ट्रक्चर, ज्यात चांगले स्थानिक फील्ड वर्धितता आणि अनुनाद फिल्टरिंग वैशिष्ट्ये आहेत, नॅनो-फिल्टर, वेव्हलेन्थ डिव्हिजन मल्टिप्लेक्सर, ऑप्टिकल स्विच, लेसर आणि इतर मायक्रो-नॅनो ऑप्टिकल उपकरणांचा आधार आहे. ऑप्टिकल मायक्रोकॅव्हिटीज प्रकाश लहान प्रदेशात मर्यादित करतात आणि प्रकाश आणि पदार्थांमधील परस्परसंवाद मोठ्या प्रमाणात वाढवतात. म्हणूनच, उच्च गुणवत्तेच्या घटकासह ऑप्टिकल मायक्रोकॅव्हिटी हा उच्च संवेदनशीलता सेन्सिंग आणि शोधण्याचा एक महत्त्वाचा मार्ग आहे.

डब्ल्यूजीएम मायक्रोकॅव्हिटी

अलिकडच्या वर्षांत, ऑप्टिकल मायक्रोकॅव्हिटीने त्याच्या उत्कृष्ट अनुप्रयोग संभाव्यतेमुळे आणि वैज्ञानिक महत्त्वमुळे बरेच लक्ष वेधले आहे. ऑप्टिकल मायक्रोकॅव्हिटीमध्ये प्रामुख्याने मायक्रोफेयर, मायक्रोकॉलॉम, मायक्रिंग आणि इतर भूमिती असतात. हा एक प्रकारचा मॉर्फोलॉजिकल अवलंबून ऑप्टिकल रेझोनेटर आहे. मायक्रोकॅव्हिटीजमधील हलके लाटा मायक्रोकॅव्हिटी इंटरफेसवर पूर्णपणे प्रतिबिंबित होतात, परिणामी व्हिस्परिंग गॅलरी मोड (डब्ल्यूजीएम) नावाच्या अनुनाद मोडमध्ये परिणाम होतो. इतर ऑप्टिकल रेझोनेटरच्या तुलनेत, मायक्रोसेनेटरमध्ये उच्च क्यू मूल्य (106 पेक्षा जास्त), लो मोड व्हॉल्यूम, लहान आकार आणि सुलभ एकत्रीकरण इत्यादी वैशिष्ट्ये आहेत आणि उच्च-संवेदनशीलता बायोकेमिकल सेन्सिंग, अल्ट्रा-लो थ्रेशोल्ड लेसर आणि नॉनलाइनर अ‍ॅक्शनवर लागू केले गेले आहे. आमचे संशोधन ध्येय वेगवेगळ्या संरचनेची वैशिष्ट्ये आणि मायक्रोकॅव्हिटीजच्या भिन्न मॉर्फोलॉजीजची वैशिष्ट्ये शोधणे आणि अभ्यास करणे आणि ही नवीन वैशिष्ट्ये लागू करणे आहे. मुख्य संशोधन दिशानिर्देशांमध्ये हे समाविष्ट आहेः डब्ल्यूजीएम मायक्रोकॅव्हिटीचे ऑप्टिकल वैशिष्ट्ये संशोधन, मायक्रोकॅव्हिटीचे फॅब्रिकेशन रिसर्च, मायक्रोकॅव्हिटीचे अनुप्रयोग संशोधन इ.

डब्ल्यूजीएम मायक्रोकॅव्हिटी बायोकेमिकल सेन्सिंग

प्रयोगात, सेन्सिंग मापनसाठी चार-ऑर्डर हाय-ऑर्डर डब्ल्यूजीएम मोड एम 1 (चित्र 1 (ए)) वापरला गेला. लो-ऑर्डर मोडच्या तुलनेत, उच्च-ऑर्डर मोडची संवेदनशीलता मोठ्या प्रमाणात सुधारली गेली (चित्र 1 (बी)).

आकृती 1. मायक्रोकापिलरी पोकळीचा रेझोनान्स मोड (अ) आणि त्यास संबंधित अपवर्तक निर्देशांक संवेदनशीलता (बी)

उच्च क्यू मूल्यासह ट्युनेबल ऑप्टिकल फिल्टर

प्रथम, रेडियल हळूहळू बदलणारी दंडगोलाकार मायक्रोकॅव्हिटी बाहेर काढली जाते आणि नंतर रेझोनंट तरंगलांबी (आकृती 2 (ए)) पासून आकाराच्या तत्त्वावर आधारित जोडणीची स्थिती यांत्रिकरित्या हलवून तरंगलांबी ट्यूनिंग प्राप्त केली जाऊ शकते. ट्युनेबल परफॉरमन्स आणि फिल्टरिंग बँडविड्थ आकृती 2 (बी) आणि (सी) मध्ये दर्शविली आहे. याव्यतिरिक्त, डिव्हाइस सब-नॅनोमीटर अचूकतेसह ऑप्टिकल डिस्प्लेसमेंट सेन्सिंगची जाणीव करू शकते.

आकृती 2. ट्युनेबल ऑप्टिकल फिल्टर (ए), ट्यूनबल परफॉरमन्स (बी) आणि फिल्टर बँडविड्थ (सी) चे योजनाबद्ध आकृती

डब्ल्यूजीएम मायक्रोफ्लूइडिक ड्रॉप रेझोनेटर

मायक्रोफ्लूइडिक चिपमध्ये, विशेषत: तेलाच्या थेंबासाठी (ओले-तेल), पृष्ठभागाच्या तणावाच्या वैशिष्ट्यांमुळे, दहापट किंवा शेकडो मायक्रॉनच्या व्यासासाठी, ते तेलात निलंबित केले जाईल, ज्यामुळे जवळजवळ परिपूर्ण क्षेत्र तयार होईल. अपवर्तक निर्देशांकाच्या ऑप्टिमायझेशनद्वारे, थेंब स्वतःच एक परिपूर्ण गोलाकार रेझोनेटर आहे ज्यात 108 पेक्षा जास्त दर्जेदार घटक आहेत. ते तेलात बाष्पीभवनाची समस्या देखील टाळते. तुलनेने मोठ्या थेंबांसाठी, घनतेच्या फरकांमुळे ते वरच्या किंवा खालच्या बाजूच्या भिंतींवर “बसतात”. या प्रकारचे थेंब केवळ बाजूकडील उत्तेजन मोड वापरू शकते.