Die Mikro-Nano-Photonik untersucht hauptsächlich das Wechselwirkungsgesetz zwischen Licht und Materie in der MICRO- und NANO-Skala und deren Anwendung in der Lichterzeugung, Übertragung, Regulation, Erkennung und Erfindung. Micro-Nano-Photonik-Unterwellenlängengeräte können den Grad der Photonenintegration effektiv verbessern, und es wird erwartet, dass photonische Geräte in einen kleinen optischen Chip wie elektronische Chips integriert werden. Die Nano-Oberfläche Plasmonik ist ein neues Feld der Mikro-Nano-Photonik, das hauptsächlich die Wechselwirkung zwischen Licht und Materie in Metallnanostrukturen untersucht. Es hat die Eigenschaften von geringer Größe, hoher Geschwindigkeit und Überwindung der traditionellen Beugungsgrenze. Die Nanoplasma-WaveGuide-Struktur, die eine gute lokale Feldverstärkung und Resonanzfilterungseigenschaften aufweist, ist die Grundlage für Multiplexer von Nano-Filter, Wellenlängenabteilung, optischen Schalter, Laser und andere optische Mikro-Nano-Geräte. Optische Mikrokavitäten beschränken Licht auf winzige Regionen und verbessern die Wechselwirkung zwischen Licht und Materie erheblich. Daher ist die optische Mikrokavität mit hoher Qualitätsfaktor ein wichtiger Weg zur Erfassung und Erkennung von hoher Empfindlichkeit.
WGM -Mikrokavität
In den letzten Jahren hat die optische Mikrokavität aufgrund ihres großartigen Anwendungspotenzials und der wissenschaftlichen Bedeutung viel Aufmerksamkeit erregt. Die optische Mikrokavität besteht hauptsächlich aus Mikrokugel, Mikrokolumn, Mikrorie und anderen Geometrien. Es ist eine Art morphologischer abhängiger optischer Resonator. Lichtwellen in Mikrokavitäten werden an der Mikrokavitätsschnittstelle vollständig reflektiert, was zu einem Resonanzmodus namens Whispering Gallery -Modus (WGM) führt. Im Vergleich zu anderen optischen Resonatoren weisen Mikroresonatoren die Eigenschaften des hohen Q-Werts (mehr als 106), mit geringer Modenvolumen, geringer Größe und einfacher Integration usw. auf und wurden auf eine hochempfindliche biochemische Erfindung, ultra-niedrige Schwellenwertlaser und nichtlineare Wirkung angewendet. Unser Forschungsziel ist es, die Merkmale verschiedener Strukturen und verschiedene Morphologien von Mikrokavitäten zu finden und zu untersuchen und diese neuen Merkmale anzuwenden. Zu den Hauptforschungsrichtungen gehören: optische Merkmale Forschung der WGM -Mikrokavität, Herstellungforschung der Mikrokavität, Anwendungsforschung der Mikrokavität usw.
Biochemische Erfassungen von WGM -Mikrokavität
Im Experiment wurde der WGM-Modus mit vier Ordnung m1 (Abb. 1 (a)) zur Erfassungsmessung verwendet. Im Vergleich zum Modus niedriger Ordnung wurde die Empfindlichkeit des Modus hoher Ordnung erheblich verbessert (Abb. 1 (b)).
Abbildung 1. Resonanzmodus (a) der Mikrokapillarhohlheit und der entsprechenden Brechungsindexempfindlichkeit (B)
Einstellbarer optischer Filter mit hohem Q -Wert
Zunächst wird die radial, die sich langsam änderende zylindrische Mikrokavität herausgezogen, und dann kann die Wellenlängenabstimmung erreicht werden, indem die Kopplungsposition basierend auf dem Prinzip der Formgröße seit der Resonanzwellenlänge mechanisch bewegt wird (Abbildung 2 (a)). Die einstellbare Leistung und die Filterbandbreite sind in Abbildung 2 (b) und (c) dargestellt. Darüber hinaus kann das Gerät eine optische Verschiebungsempfindung mit Subnanometergenauigkeit realisieren.
Abbildung 2. Schematische Diagramm des abstimmbaren optischen Filters (A), einstellbarer Leistung (b) und Filterbandbreite (c)
WGM Microfluidic Drop Resonator
Im Mikrofluid-Chip, insbesondere für das Tröpfchen im Öl (Tröpfchen-In-Öl), aufgrund der Eigenschaften der Oberflächenspannung für den Durchmesser der Zehn- oder sogar Hunderte von Mikrometern wird es im Öl aufgehängt und bildet eine nahezu perfekte Kugel. Durch die Optimierung des Brechungsindex ist das Tröpfchen selbst ein perfekter kugelförmiger Resonator mit einem Qualitätsfaktor von mehr als 108. Es vermeidet auch das Problem der Verdunstung im Öl. Bei relativ großen Tröpfchen sitzen sie aufgrund von Dichteunterschieden an den oberen oder unteren Seitenwänden. Diese Art von Tröpfchen kann nur den lateralen Anregungsmodus verwenden.
Postzeit: Okt-23-2023