צוות אמריקאי מציע שיטה חדשה לכוונון לייזרי מיקרו -דיסק

צוות מחקר משותף מבית הספר לרפואה של הרווארד (HMS) ובית החולים הכללי של MIT אומר כי הם השיגו כוונון של התפוקה של לייזר מיקרו -דיסק בשיטת תחריט PEC, מה שהופך מקור חדש לננו -פוטוניקה וביו -רפואה "מבטיח".

(ניתן להתאים את הפלט של לייזר MicroDisk בשיטת תחריט PEC)

בשדות שלננופוטוניקהוביו -רפואה, מיקרו -דיסקלייזריםוליזרי ננו -דיסק הפכו מבטיחיםמקורות קליםובדיקות. במספר יישומים כמו תקשורת פוטונית על השבב, הדמיה ביולוגית על שבב, חישה ביוכימית ועיבוד מידע על פוטונים קוונטיים, הם צריכים להשיג תפוקת לייזר בקביעת אורך גל ודיוק הלהקה האולטרה-חרה. עם זאת, זה נשאר מאתגר לייצר לייזרי מיקרו -דיסק וננו -דיסק באורך גל מדויק זה בהיקף גדול. תהליכי ייצור ננו נוכחיים מציגים את האקראיות בקוטר הדיסק, מה שמקשה על השגת אורך גל מוגדר בעיבוד המוני לייזר וייצוררפואה אופטו -אלקטרוניתפיתחה טכניקת תחריט אופטוכימית (PEC) חדשנית המסייעת בכוונון מדויק של אורך הגל של הלייזר של לייזר מיקרו -דיסק עם דיוק תת -ננומטר. היצירה מתפרסמת בכתב העת Advanced Photonics.

תחריט פוטוכימי
על פי הדיווחים, השיטה החדשה של הצוות מאפשרת ייצור של לייזרי מיקרו-דיסק ומערכי לייזר ננודיסק עם אורכי גל מדויקים ומוגדרים מראש. המפתח לפריצת דרך זו הוא השימוש בתחריט PEC, המספק דרך יעילה וניתנת להרחבה לכוונן את אורך הגל של לייזר מיקרו-דיסק. בתוצאות לעיל, הצוות השיג בהצלחה מיקרו -דיסקים של אינדיום גליום ארסניד זרחן מכוסה בסיליקה במבנה עמודת האינדיום פוספייד. לאחר מכן הם כיוונו את אורך הגל של הלייזר של מיקרו -דיסס אלה בדיוק לערך נחוש על ידי ביצוע תחריט פוטוכימי בתמיסה מדוללת של חומצה גופרתית.
הם גם חקרו את המנגנונים והדינמיקה של תחריטים פוטוכימיים ספציפיים (PEC). לבסוף, הם העבירו את מערך המיקרו-דיסק מכוון אורך הגל על ​​מצע פולידימתילסילוקסאן כדי לייצר חלקיקי לייזר עצמאיים ומבודדים עם אורכי גל לייזר שונים. ה- Microdisk המתקבל מציג רוחב פס רחב אולטרה פס של פליטת לייזר, עםלייזרבעמודה פחות מ- 0.6 ננומטר והחלקיק המבודד פחות מ- 1.5 ננומטר.

פתיחת הדלת ליישומים ביו -רפואיים
תוצאה זו פותחת את הדלת לרבים מהננו -פוטוניקה החדשה ויישומים ביו -רפואיים. לדוגמה, לייזרים מיקרו-דיסקים עצמאיים יכולים לשמש כברקודים פיזיקו-אופטיים לדגימות ביולוגיות הטרוגניות, מה שמאפשר תיוג של סוגי תאים ספציפיים ומיקוד של מולקולות ספציפיות בניתוח רב-סוגיות. לפיכך, ניתן לתייג רק כמה סוגי תאים ספציפיים בו זמנית. לעומת זאת, פליטת אור הלהקה האולטרה-חרה של לייזר MicroDisk תוכל לזהות יותר סוגי תאים בו זמנית.
הצוות בדק והפגין בהצלחה חלקיקי לייזר מיקרו -דיסקים מכוונים בדיוק כסמנים ביולוגיים, תוך שימוש בהם כדי לתייג תאי אפיתל שד מתורבתים MCF10A. עם פליטת הפס האולטרה-פס שלהם, לייזרים אלה עשויים לחולל מהפכה ביו-סנס, תוך שימוש בטכניקות ביו-רפואיות ואופטיות מוכחות כמו הדמיה ציטודינמית, ציטומטריה זרימה וניתוח רב-מדיקה. הטכנולוגיה המבוססת על תחריט PEC מסמנת התקדמות משמעותית בלייזרי מיקרו -דיסק. המדרגיות של השיטה, כמו גם דיוק תת -ננומטר שלה, פותחת אפשרויות חדשות לאינספור יישומים של לייזרים בננו -פוטוניקה ומכשירים ביו -רפואיים, כמו גם ברקודים לאוכלוסיות תאים ספציפיות ומולקולות אנליטיות.