Фотоникаи микронано асосан қонуни таъсири мутақобилаи рӯшноӣ ва моддаро дар миқёси микро ва нано ва татбиқи онро дар тавлиди рӯшноӣ, интиқол, танзим, ошкор ва ҳис кардан меомӯзад. Дастгоҳҳои зермавҷи фотоникаи микронано метавонанд дараҷаи ҳамгироии фотонҳоро самаранок беҳтар кунанд ва интизор меравад, ки дастгоҳҳои фотониро ба як чипи хурди оптикӣ ба монанди чипҳои электронӣ муттаҳид кунанд. Плазмоникаи наносатҳӣ як соҳаи нави фотоникаи микронано мебошад, ки асосан таъсири мутақобилаи рӯшноӣ ва моддаро дар наносохторҳои металлӣ меомӯзад. Он хусусиятҳои андозаи хурд, суръати баланд ва бартараф кардани ҳадди анъанавии дифракцияро дорад. Сохтори мавҷгири наноплазма, ки дорои хусусиятҳои хуби тақвияти майдони маҳаллӣ ва филтркунии резонансӣ мебошад, асоси филтри нано, мултиплексори тақсимоти мавҷ, гузариши оптикӣ, лазер ва дигар дастгоҳҳои оптикии микронано мебошад. Микроковикҳои оптикӣ рӯшноиро ба минтақаҳои хурд маҳдуд мекунанд ва таъсири мутақобилаи рӯшноӣ ва моддаро ба таври назаррас беҳтар мекунанд. Аз ин рӯ, микроковикии оптикӣ бо омили баландсифат роҳи муҳими ҳассосият ва ошкоркунии ҳассосияти баланд мебошад.
Микроковокии WGM
Дар солҳои охир, микроковокии оптикӣ бинобар имкониятҳои бузурги татбиқ ва аҳамияти илмӣ таваҷҷӯҳи зиёдро ба худ ҷалб кардааст. Микроковокии оптикӣ асосан аз микросфера, микросутун, микроҳалқа ва дигар геометрияҳо иборат аст. Он як навъ резонатори оптикии вобаста ба морфологӣ мебошад. Мавҷҳои рӯшноӣ дар микроковокиҳо дар интерфейси микроковокиҳо пурра инъикос меёбанд, ки дар натиҷа режими резонансӣ бо номи режими галереяи пичиррос (WGM) ба вуҷуд меояд. Дар муқоиса бо дигар резонаторҳои оптикӣ, микрорезонаторҳо хусусиятҳои арзиши баланди Q (аз 106 зиёд), ҳаҷми режими паст, андозаи хурд ва ҳамгироии осон ва ғайра доранд ва барои ҳассосияти биохимиявии ҳассосияти баланд, лазери остонаи ултра паст ва амали ғайрихаттӣ истифода шудаанд. Ҳадафи тадқиқоти мо ёфтан ва омӯхтани хусусиятҳои сохторҳои гуногун ва морфологияҳои гуногуни микроковокиҳо ва татбиқи ин хусусиятҳои нав мебошад. Самтҳои асосии тадқиқот инҳоянд: таҳқиқоти хусусиятҳои оптикии микроковокии WGM, таҳқиқоти истеҳсоли микроковокиҳо, таҳқиқоти татбиқи микроковокиҳо ва ғайра.
Сенсори биохимиявии микроковокии WGM
Дар таҷриба, барои андозагирии ҳассосӣ режими чортартиби WGM-и тартиби баланд M1 (расми 1(а)) истифода шуд. Дар муқоиса бо режими тартиби паст, ҳассосияти режими тартиби баланд хеле беҳтар шуд (расми 1(б)).
Расми 1. Ҳолати резонансии (а)-и ковокии микрокапиллярӣ ва ҳассосияти мувофиқи нишондиҳандаи шикасти он (б)
Филтри оптикии танзимшаванда бо арзиши баланди Q
Аввалан, микроковокии силиндрии оҳиста-оҳиста тағйирёбандаи радиалӣ кашида мешавад ва сипас танзими дарозии мавҷро метавон бо роҳи ҳаракат додани механикии мавқеи пайвастшавӣ дар асоси принсипи андозаи шакл, зеро дарозии мавҷи резонансӣ (Расми 2 (а)), ба даст овард. Иҷрои танзимшаванда ва паҳнои банди филтркунӣ дар Расми 2 (б) ва (в) нишон дода шудаанд. Илова бар ин, дастгоҳ метавонад ҳассосияти ҷойивазкунии оптикиро бо дақиқии зернанометр амалӣ кунад.
Расми 2. Диаграммаи схемавии филтри оптикии танзимшаванда (а), самаранокии танзимшаванда (б) ва паҳнои банди филтр (в)
Резонатори қатраи микрофлюидикии WGM
дар чипи микрофлюидӣ, махсусан барои қатра дар равған (қатра дар равған), бинобар хусусиятҳои шиддати сатҳӣ, барои диаметри даҳҳо ё ҳатто садҳо микрон, он дар равған овезон мешавад ва қариб як кураи комилро ташкил медиҳад. Тавассути беҳсозии нишондиҳандаи шикаст, худи қатра як резонатори курашакли комил бо омили сифат беш аз 108 мебошад. Он инчунин аз мушкилоти бухоршавӣ дар равған пешгирӣ мекунад. Барои қатраҳои нисбатан калон, онҳо аз сабаби фарқияти зичӣ дар деворҳои паҳлӯии болоӣ ё поёнӣ "нишаста" мешаванд. Ин намуди қатра танҳо метавонад аз ҳолати ангезиши паҳлӯӣ истифода барад.
Вақти нашр: 23 октябри соли 2023