मायक्रो-नॅनो फोटोनिक्समध्ये प्रामुख्याने सूक्ष्म आणि नॅनो स्तरावर प्रकाश आणि पदार्थ यांच्यातील आंतरक्रियेच्या नियमांचा आणि प्रकाश निर्मिती, प्रसारण, नियमन, शोधन व संवेदनामधील त्याच्या उपयोगांचा अभ्यास केला जातो. मायक्रो-नॅनो फोटोनिक्सची उप-तरंगलांबी उपकरणे फोटॉन एकत्रीकरणाची पातळी प्रभावीपणे सुधारू शकतात आणि इलेक्ट्रॉनिक चिप्ससारख्या लहान ऑप्टिकल चिपमध्ये फोटोनिक उपकरणे एकत्रित करण्याची अपेक्षा आहे. नॅनो-सरफेस प्लाझमोनिक्स हे मायक्रो-नॅनो फोटोनिक्सचे एक नवीन क्षेत्र आहे, जे प्रामुख्याने धातूच्या नॅनोसंरचनांमध्ये प्रकाश आणि पदार्थ यांच्यातील आंतरक्रियेचा अभ्यास करते. यात लहान आकार, उच्च गती आणि पारंपरिक विवर्तन मर्यादेवर मात करण्याची वैशिष्ट्ये आहेत. नॅनोप्लाझ्मा-वेव्हगाइड संरचना, ज्यात चांगली स्थानिक क्षेत्र वृद्धी आणि अनुनाद गाळण वैशिष्ट्ये आहेत, ती नॅनो-फिल्टर, तरंगलांबी विभाजन मल्टिप्लेक्सर, ऑप्टिकल स्विच, लेझर आणि इतर मायक्रो-नॅनो ऑप्टिकल उपकरणांचा आधार आहे. ऑप्टिकल मायक्रोकेव्हिटीज प्रकाशाला लहान प्रदेशात मर्यादित करतात आणि प्रकाश व पदार्थ यांच्यातील आंतरक्रिया मोठ्या प्रमाणात वाढवतात. त्यामुळे, उच्च गुणवत्ता घटक असलेली ऑप्टिकल मायक्रोकेव्हिटी ही उच्च संवेदनशील संवेदन आणि शोधनाचा एक महत्त्वाचा मार्ग आहे.
डब्ल्यूजीएम मायक्रोकेव्हिटी
अलिकडच्या वर्षांत, ऑप्टिकल मायक्रोकेव्हिटीने तिच्या प्रचंड उपयोजन क्षमतेमुळे आणि वैज्ञानिक महत्त्वामुळे खूप लक्ष वेधून घेतले आहे. ऑप्टिकल मायक्रोकेव्हिटीमध्ये प्रामुख्याने मायक्रोस्फिअर, मायक्रोकॉलम, मायक्रोरिंग आणि इतर भौमितिक रचनांचा समावेश असतो. हा एक प्रकारचा आकारशास्त्रीय दृष्ट्या अवलंबून असलेला ऑप्टिकल रेझोनेटर आहे. मायक्रोकेव्हिटीमधील प्रकाश लहरी मायक्रोकेव्हिटीच्या इंटरफेसवर पूर्णपणे परावर्तित होतात, ज्यामुळे व्हिस्परिंग गॅलरी मोड (WGM) नावाचा एक अनुनाद मोड तयार होतो. इतर ऑप्टिकल रेझोनेटरच्या तुलनेत, मायक्रोरेझोनेटरमध्ये उच्च Q मूल्य (१०⁶ पेक्षा जास्त), कमी मोड व्हॉल्यूम, लहान आकार आणि सुलभ एकत्रीकरण इत्यादी वैशिष्ट्ये आहेत आणि त्यांचा उपयोग उच्च-संवेदनशीलता जैवरासायनिक संवेदन, अत्यंत कमी थ्रेशोल्ड लेझर आणि नॉनलाइनर क्रियेमध्ये केला गेला आहे. आमच्या संशोधनाचे उद्दिष्ट मायक्रोकेव्हिटीच्या विविध संरचना आणि विविध आकारशास्त्रांची वैशिष्ट्ये शोधणे आणि त्यांचा अभ्यास करणे, तसेच या नवीन वैशिष्ट्यांचा उपयोग करणे हे आहे. मुख्य संशोधन दिशांमध्ये यांचा समावेश आहे: WGM मायक्रोकेव्हिटीच्या ऑप्टिकल वैशिष्ट्यांचे संशोधन, मायक्रोकेव्हिटीच्या निर्मितीचे संशोधन, मायक्रोकेव्हिटीच्या उपयोजनाचे संशोधन इत्यादी.
डब्ल्यूजीएम मायक्रोकेव्हिटी बायोकेमिकल सेन्सिंग
प्रयोगात, संवेदन मापनासाठी चौथ्या-ऑर्डर उच्च-ऑर्डर WGM मोड M1 (आकृती 1(a)) वापरण्यात आला. कमी-ऑर्डर मोडच्या तुलनेत, उच्च-ऑर्डर मोडची संवेदनशीलता मोठ्या प्रमाणात सुधारली (आकृती 1(b)).
आकृती १. सूक्ष्मकेशिका पोकळीचा अनुनाद मोड (अ) आणि त्याची संबंधित अपवर्तक निर्देशांक संवेदनशीलता (ब)
उच्च Q मूल्यासह ट्यून करण्यायोग्य ऑप्टिकल फिल्टर
प्रथम, त्रिज्येनुसार हळूहळू बदलणारी दंडगोलाकार मायक्रोकेव्हिटी बाहेर काढली जाते, आणि नंतर अनुनाद तरंगलांबीनुसार (आकृती २ (अ)) आकाराच्या तत्त्वावर आधारित कपलिंगची जागा यांत्रिकरित्या हलवून तरंगलांबी ट्यूनिंग साध्य केले जाऊ शकते. ट्यून करण्यायोग्य कार्यक्षमता आणि फिल्टरिंग बँडविड्थ आकृती २ (ब) आणि (क) मध्ये दर्शविल्या आहेत. याव्यतिरिक्त, हे उपकरण उप-नॅनोमीटर अचूकतेसह ऑप्टिकल विस्थापन संवेदन साकारू शकते.
आकृती २. ट्यूनेबल ऑप्टिकल फिल्टरची योजनाबद्ध आकृती (अ), ट्यूनेबल कार्यक्षमता (ब) आणि फिल्टर बँडविड्थ (क)
डब्ल्यूजीएम मायक्रोफ्लुइडिक ड्रॉप रेझोनेटर
मायक्रोफ्लुइडिक चिपमध्ये, विशेषतः तेलातील थेंबासाठी (ड्रॉपलेट इन-ऑइल), पृष्ठताणाच्या वैशिष्ट्यांमुळे, काही दहा किंवा अगदी शेकडो मायक्रॉन व्यासाचा थेंब तेलात तरंगत राहतो आणि जवळजवळ एक परिपूर्ण गोल तयार करतो. अपवर्तनांकाच्या ऑप्टिमायझेशनद्वारे, तो थेंब स्वतः १०८ पेक्षा जास्त क्वालिटी फॅक्टर असलेला एक परिपूर्ण गोलाकार रेझोनेटर बनतो. यामुळे तेलातील बाष्पीभवनाची समस्या देखील टळते. तुलनेने मोठे थेंब घनतेतील फरकामुळे वरच्या किंवा खालच्या बाजूच्या भिंतींवर 'स्थिर' राहतात. अशा प्रकारच्या थेंबासाठी केवळ लॅटरल एक्सायटेशन मोडचा वापर केला जाऊ शकतो.
पोस्ट करण्याची वेळ: २३ ऑक्टोबर २०२३