Et fælles forskerteam fra Harvard Medical School (HMS) og MIT General Hospital siger, at de har opnået tuning af output fra en mikrodisk -laser ved hjælp af PEC -ætsemetoden, hvilket gør en ny kilde til nanofotonik og biomedicin "lovende".
(Outputet fra Microdisk Laser kan justeres ved hjælp af PEC -ætsningsmetoden)
I felterne afNanophotonicsog biomedicin, mikrodisklasereOg nanodisk -lasere er blevet lovendelyskilderog sonder. I flere applikationer, såsom fotonisk kommunikation på chip, on-chip bioimaging, biokemisk sensing og behandling af kvantefotoninformation, er de nødt til at opnå laserudgang til bestemmelse af bølgelængde og ultra-narrow-båndnøjagtighed. Det forbliver dog udfordrende at fremstille mikrodisk og nanodisk lasere af denne nøjagtige bølgelængde i stor skala. Aktuelle nanofabrikationsprocesser introducerer tilfældigheden af diskdiameter, hvilket gør det vanskeligt at opnå en fast bølgelængde i lasermasseforarbejdning og produktion. Nu, et team af forskere fra Harvard Medical School og Massachusetts General Hospital's Wellman Center forOptoelektronisk medicinhar udviklet en innovativ optokemisk (PEC) ætsningsteknik, der hjælper med præcist at indstille laserbølgelængden af en mikrodisk -laser med subnanometernøjagtighed. Arbejdet offentliggøres i tidsskriftet Advanced Photonics.
Fotokemisk ætsning
Ifølge rapporter muliggør holdets nye metode fremstilling af mikro-disk-lasere og nanodisk laserarrays med præcise, forudbestemte emissionsbølgelængder. Nøglen til dette gennembrud er brugen af pEC-ætsning, som giver en effektiv og skalerbar måde at finjustere bølgelængden af en mikrodisc laser. I ovenstående resultater opnåede teamet med succes indium gallium arsenidphosphating mikrodisk dækket med silica på indiumphosphid -søjlstrukturen. De indstillede derefter laserbølgelængden af disse mikrodisker netop til en bestemt værdi ved at udføre fotokemisk ætsning i en fortyndet opløsning af svovlsyre.
De undersøgte også mekanismerne og dynamikken i specifikke fotokemiske (PEC) ætsninger. Endelig overførte de den bølgelængde-afstemte mikrodisk-array til et polydimethylsiloxanunderlag for at producere uafhængige, isolerede laserpartikler med forskellige laserbølgelængder. Den resulterende mikrodisk viser en ultra-bredbånd båndbredde af laseremission medlaserpå søjlen mindre end 0,6 nm og den isolerede partikel mindre end 1,5 nm.
Åbning af døren til biomedicinske applikationer
Dette resultat åbner døren til mange nye nanofotonik og biomedicinske anvendelser. For eksempel kan fristående mikrodisk-lasere fungere som fysisk-optiske stregkoder til heterogene biologiske prøver, hvilket muliggør mærkning af specifikke celletyper og målretning af specifikke molekyler i multiplex-analyse. Cellype-specifikke mærkning udføres i øjeblikket ved hjælp af konventionelle biomarkører, såsom organiske fluorophores, kvarterer og fluorescent perler, som har bredt udbredelse, der har udbredelse Linebredder. Således kan kun få specifikke celletyper mærkes på samme tid. I modsætning hertil vil Ultra-Narrow-båndets lette emission af en mikrodisk-laser være i stand til at identificere flere celletyper på samme tid.
Holdet testede og demonstrerede med succes nøjagtigt afstemt mikrodisk laserpartikler som biomarkører ved hjælp af dem til at mærke dyrkede normale brystepitelceller MCF10A. Med deres ultra-bredbåndsemission kunne disse lasere potentielt revolutionere biosensering ved anvendelse af dokumenterede biomedicinske og optiske teknikker, såsom cytodynamisk billeddannelse, flowcytometri og multi-omics-analyse. Teknologien baseret på pec -ætsning markerer et stort fremskridt inden for mikrodisk -lasere. Metodens skalerbarhed såvel som dens subnanometer -præcision åbner nye muligheder for utallige anvendelser af lasere i nanofotonik og biomedicinske enheder samt stregkoder til specifikke cellepopulationer og analytiske molekyler.
Posttid: Jan-29-2024