मायक्रो-नॅनो फोटोनिक्स म्हणजे काय?

मायक्रो-नॅनो फोटोनिक्स मुख्यत्वे सूक्ष्म आणि नॅनो स्केलवर प्रकाश आणि पदार्थ यांच्यातील परस्परसंवादाचा नियम आणि प्रकाश निर्मिती, प्रसारण, नियमन, शोध आणि संवेदनामध्ये त्याचा वापर यांचा अभ्यास करते. मायक्रो-नॅनो फोटोनिक्स सब-वेव्हलेंथ उपकरणे फोटॉन एकीकरणाची डिग्री प्रभावीपणे सुधारू शकतात आणि इलेक्ट्रॉनिक चिप्ससारख्या लहान ऑप्टिकल चिपमध्ये फोटोनिक उपकरणांचे एकत्रीकरण करणे अपेक्षित आहे. नॅनो-सरफेस प्लाझमोनिक्स हे सूक्ष्म-नॅनो फोटोनिक्सचे एक नवीन क्षेत्र आहे, जे प्रामुख्याने धातूच्या नॅनोस्ट्रक्चर्समधील प्रकाश आणि पदार्थ यांच्यातील परस्परसंवादाचा अभ्यास करते. यात लहान आकार, उच्च गती आणि पारंपारिक विवर्तन मर्यादेवर मात करणे ही वैशिष्ट्ये आहेत. नॅनोप्लाझ्मा-वेव्हगाइड स्ट्रक्चर, ज्यामध्ये चांगली स्थानिक फील्ड एन्हांसमेंट आणि रेझोनान्स फिल्टरिंग वैशिष्ट्ये आहेत, नॅनो-फिल्टर, वेव्हलेंथ डिव्हिजन मल्टीप्लेक्सर, ऑप्टिकल स्विच, लेसर आणि इतर मायक्रो-नॅनो ऑप्टिकल उपकरणांचा आधार आहे. ऑप्टिकल मायक्रोकॅव्हिटी प्रकाश लहान क्षेत्रांमध्ये मर्यादित करतात आणि प्रकाश आणि पदार्थ यांच्यातील परस्परसंवाद मोठ्या प्रमाणात वाढवतात. म्हणून, उच्च गुणवत्तेच्या घटकासह ऑप्टिकल मायक्रोकॅव्हिटी हा उच्च संवेदनशीलता संवेदना आणि शोधण्याचा एक महत्त्वाचा मार्ग आहे.

डब्ल्यूजीएम मायक्रोकॅव्हिटी

अलिकडच्या वर्षांत, ऑप्टिकल मायक्रोकॅव्हिटीने त्याच्या उत्कृष्ट अनुप्रयोग क्षमता आणि वैज्ञानिक महत्त्वामुळे बरेच लक्ष वेधले आहे. ऑप्टिकल मायक्रोकॅव्हीटीमध्ये प्रामुख्याने मायक्रोस्फियर, मायक्रोकॉलम, मायक्रोरिंग आणि इतर भूमिती असतात. हा एक प्रकारचा मॉर्फोलॉजिक अवलंबित ऑप्टिकल रेझोनेटर आहे. मायक्रोकॅव्हिटीमधील प्रकाश लहरी मायक्रोकॅव्हिटी इंटरफेसवर पूर्णपणे परावर्तित होतात, परिणामी व्हिस्परिंग गॅलरी मोड (WGM) नावाचा रेझोनान्स मोड येतो. इतर ऑप्टिकल रेझोनेटर्सच्या तुलनेत, मायक्रोरेसोनेटरमध्ये उच्च Q मूल्य (106 पेक्षा जास्त), कमी मोड व्हॉल्यूम, लहान आकार आणि सोपे एकत्रीकरण इत्यादी वैशिष्ट्ये आहेत आणि ते उच्च-संवेदनशीलता जैवरासायनिक संवेदना, अल्ट्रा-लो थ्रेशोल्ड लेसर आणि नॉनलाइनर क्रिया. विविध संरचना आणि सूक्ष्मकॅव्हिटीजच्या विविध आकृतिबंधांची वैशिष्ट्ये शोधणे आणि त्यांचा अभ्यास करणे आणि ही नवीन वैशिष्ट्ये लागू करणे हे आमचे संशोधनाचे ध्येय आहे. मुख्य संशोधन दिशानिर्देशांमध्ये हे समाविष्ट आहे: WGM मायक्रोकॅव्हिटीचे ऑप्टिकल वैशिष्ट्य संशोधन, मायक्रोकॅव्हिटीचे फॅब्रिकेशन संशोधन, मायक्रोकॅव्हिटीचे अनुप्रयोग संशोधन इ.

डब्ल्यूजीएम मायक्रोकॅव्हिटी बायोकेमिकल सेन्सिंग

प्रयोगात, चार-ऑर्डर उच्च-ऑर्डर WGM मोड M1(FIG. 1(a)) संवेदन मापनासाठी वापरला गेला. लो-ऑर्डर मोडच्या तुलनेत, उच्च-ऑर्डर मोडची संवेदनशीलता मोठ्या प्रमाणात सुधारली गेली (FIG. 1(b)).

आकृती 1. मायक्रोकॅपिलरी पोकळीचा अनुनाद मोड (अ) आणि त्याच्याशी संबंधित अपवर्तक निर्देशांक संवेदनशीलता (ब)

उच्च Q मूल्यासह ट्यून करण्यायोग्य ऑप्टिकल फिल्टर

प्रथम, रेडियल हळूहळू बदलणारी बेलनाकार मायक्रोकॅव्हिटी बाहेर काढली जाते, आणि नंतर रेझोनंट तरंगलांबी (आकृती 2 (अ)) पासून आकाराच्या आकाराच्या तत्त्वावर आधारित कपलिंग स्थिती यांत्रिकरित्या हलवून तरंगलांबी ट्युनिंग मिळवता येते. ट्यून करण्यायोग्य कामगिरी आणि फिल्टरिंग बँडविड्थ आकृती 2 (b) आणि (c) मध्ये दर्शविली आहे. याव्यतिरिक्त, उपकरण सब-नॅनोमीटर अचूकतेसह ऑप्टिकल डिस्प्लेसमेंट सेन्सिंग ओळखू शकते.

आकृती 2. ट्यून करण्यायोग्य ऑप्टिकल फिल्टर (a), ट्यून करण्यायोग्य कार्यप्रदर्शन (b) आणि फिल्टर बँडविड्थ (c) चे योजनाबद्ध आकृती

डब्ल्यूजीएम मायक्रोफ्लुइडिक ड्रॉप रेझोनेटर

मायक्रोफ्लुइडिक चिपमध्ये, विशेषत: तेलातील थेंबासाठी (तेलातील थेंब), पृष्ठभागावरील ताणाच्या वैशिष्ट्यांमुळे, दहापट किंवा अगदी शेकडो मायक्रॉनच्या व्यासासाठी, ते तेलामध्ये निलंबित केले जाईल, जवळजवळ तयार होईल परिपूर्ण क्षेत्र. रिफ्रॅक्टिव्ह इंडेक्सच्या ऑप्टिमायझेशनद्वारे, ड्रॉपलेट स्वतःच 108 पेक्षा जास्त गुणवत्तेचे घटक असलेले एक परिपूर्ण गोलाकार रेझोनेटर आहे. ते तेलातील बाष्पीभवनाची समस्या देखील टाळते. तुलनेने मोठ्या थेंबांसाठी, घनतेच्या फरकांमुळे ते वरच्या किंवा खालच्या बाजूच्या भिंतींवर "बसतील". या प्रकारचे थेंब फक्त पार्श्व उत्तेजना मोड वापरू शकतात.