Ör-nanó ljósfræði rannsakar aðallega lögmál víxlverkunar ljóss og efnis á ör- og nanóskala og notkun þess í ljósmyndun, flutningi, stjórnun, uppgötvun og skynjun. Ör-nanó ljósfræðitæki með undirbylgjulengd geta á áhrifaríkan hátt bætt samþættingu ljóseinda og er gert ráð fyrir að þau geti samþætt ljósfræðileg tæki í litla ljósfræðilega flís eins og rafeindaflísar. Nanóyfirborðsplasmóník er nýtt svið ör-nanó ljósfræði sem rannsakar aðallega víxlverkun ljóss og efnis í nanóbyggingum úr málmi. Það hefur eiginleika eins og smæð, mikinn hraða og að það sigrast á hefðbundnum dreifingarmörkum. Nanóplasma-bylgjuleiðarabygging, sem hefur góða staðbundna sviðsaukningu og eiginleika til að sía ómun, er grunnurinn að nanósíum, bylgjulengdarskiptingartækjum, ljósrofum, leysigeislum og öðrum ör-nanó ljósfræðilegum tækjum. Ljósörholur takmarka ljós við örsmá svæði og auka verulega víxlverkun ljóss og efnis. Þess vegna er ljósörhol með háum gæðastuðli mikilvæg leið til að skynja og greina með mikilli næmni.
WGM örhola
Á undanförnum árum hefur ljósfræðileg örhola vakið mikla athygli vegna mikils möguleika á notkun og vísindalegs mikilvægis. Ljósfræðileg örhola samanstendur aðallega af örkúlum, örsúlum, örhringjum og öðrum rúmfræði. Hún er eins konar formfræðilega háð ljósómtæki. Ljósbylgjur í örholum endurkastast að fullu á millifleti örholanna, sem leiðir til ómunarham sem kallast hvíslandi galleríhamur (WGM). Í samanburði við aðra ljósfræðilega ómtæki hafa örómtæki einkenni eins og hátt Q gildi (stærra en 106), lítið stillingarrúmmál, litla stærð og auðvelda samþættingu o.s.frv., og hafa verið notuð til lífefnafræðilegrar skynjunar með mikilli næmni, leysigeisla með mjög lágum þröskuldi og ólínulegri virkni. Markmið rannsókna okkar er að finna og rannsaka eiginleika mismunandi uppbygginga og mismunandi formgerða örhola og beita þessum nýju eiginleikum. Helstu rannsóknarstefnur eru: rannsóknir á ljósfræðilegum eiginleikum WGM örhola, rannsóknir á framleiðslu örhola, rannsóknir á notkun örhola o.s.frv.
Lífefnafræðileg skynjun í örholum í WGM
Í tilrauninni var fjögurra stigs hástigs WGM stilling M1 (mynd 1(a)) notuð fyrir skynjunarmælingar. Í samanburði við lágstigs stillinguna batnaði næmi hástigs stillingarinnar til muna (mynd 1(b)).
Mynd 1. Ómunarháttur (a) örháræðaholsins og samsvarandi ljósbrotsstuðullsnæmi (b)
Stillanleg ljósleiðarafilter með háu Q gildi
Fyrst er sívalningslaga örholið, sem breytist hægt og rólega í geislamyndun, dregið út og síðan er hægt að stilla bylgjulengdina með því að færa tengistöðuna vélrænt út frá meginreglunni um stærð lögunarinnar miðað við ómbylgjulengdina (Mynd 2 (a)). Stillanleg afköst og síunarbandvídd eru sýnd á mynd 2 (b) og (c). Að auki getur tækið skynjað sjónræna tilfærslu með nákvæmni undir nanómetra.
Mynd 2. Skýringarmynd af stillanlegri ljóssíu (a), stillanlegri afköstum (b) og bandvídd síunnar (c)
WGM örvökvadropaómari
Í örvökvaflísinni, sérstaklega fyrir dropa í olíunni (dropar í olíu), vegna eiginleika yfirborðsspennunnar, fyrir tugi eða jafnvel hundruð míkróna þvermál, mun það svifast í olíunni og mynda næstum fullkomna kúlu. Með því að hámarka ljósbrotsstuðulinn er dropinn sjálfur fullkominn kúlulaga ómari með gæðastuðul meira en 108. Það kemur einnig í veg fyrir vandamálið með uppgufun í olíunni. Fyrir tiltölulega stóra dropa munu þeir „sitja“ á efri eða neðri hliðarveggjum vegna eðlisþyngdarmunar. Þessi tegund dropa getur aðeins notað hliðarörvunarstillingu.
Birtingartími: 23. október 2023