Tim Amérika ngusulkeun metode anyar pikeun nyetel laser microdisk

Tim panalungtikan gabungan ti Harvard Medical School (HMS) sareng Rumah Sakit Umum MIT nyatakeun yén aranjeunna parantos ngahontal tuning kaluaran laser microdisk nganggo metode etching PEC, ngajantenkeun sumber énggal pikeun nanophotonics sareng biomedicine "ngajangjikeun".

(Kaluaran laser microdisk tiasa disaluyukeun ku metode etsa PEC)

Dina widang-widangnanofotoniksareng biomédis, microdisklasersareng laser nanodisk parantos janten ngajangjikeunsumber cahayasareng probe. Dina sababaraha aplikasi sapertos komunikasi fotonik on-chip, bioimaging on-chip, sensing biokimia, sareng pamrosésan inpormasi foton kuantum, aranjeunna kedah ngahontal kaluaran laser dina nangtukeun panjang gelombang sareng akurasi pita ultra-sempit. Nanging, tetep nangtang pikeun ngadamel laser microdisk sareng nanodisk tina panjang gelombang anu tepat ieu dina skala ageung. Prosés nanofabrikasi ayeuna ngenalkeun kaacakan diaméter cakram, anu ngajantenkeun hésé pikeun kéngingkeun panjang gelombang anu ditetepkeun dina pamrosésan sareng produksi massa laser. Ayeuna, tim panaliti ti Harvard Medical School sareng Wellman Center Rumah Sakit Umum Massachusetts pikeunKedokteran Optoelektronikparantos ngembangkeun téknik étsa optokimia (PEC) anu inovatif anu ngabantosan pikeun nyetel panjang gelombang laser tina laser microdisk kalayan akurasi subnanometer sacara tepat. Karya ieu diterbitkeun dina jurnal Advanced Photonics.

Étsa fotokimia
Numutkeun laporan, metode anyar tim ieu ngamungkinkeun pabrikasi laser mikro-cakram sareng susunan laser nanodisk kalayan panjang gelombang émisi anu tepat sareng ditangtukeun sateuacanna. Konci pikeun kamajuan ieu nyaéta panggunaan PEC etching, anu nyayogikeun cara anu efisien sareng tiasa diskalakeun pikeun ngaropea panjang gelombang laser mikrocakram. Dina hasil di luhur, tim ieu hasil kéngingkeun mikrocakram fosfat indium Gallium arsenide anu ditutupan ku silika dina struktur kolom indium phosphide. Teras aranjeunna nyetel panjang gelombang laser mikrocakram ieu sacara tepat kana nilai anu ditangtukeun ku cara ngalakukeun étifikasi fotokimia dina larutan asam sulfat anu diéncérkeun.
Aranjeunna ogé nalungtik mékanisme sareng dinamika tina ukiran fotokimia spésifik (PEC). Pamungkas, aranjeunna mindahkeun susunan microdisk anu disetel panjang gelombang kana substrat polidimetilsiloksan pikeun ngahasilkeun partikel laser anu mandiri sareng terisolasi kalayan panjang gelombang laser anu béda. Microdisk anu dihasilkeun nunjukkeun bandwidth ultra-wideband tina émisi laser, kalayanlaserdina kolom kirang ti 0,6 nm sareng partikel anu diisolasi kirang ti 1,5 nm.

Muka panto pikeun aplikasi biomédis
Hasil ieu muka panto pikeun seueur aplikasi nanofotonik sareng biomédis énggal. Salaku conto, laser microdisk anu mandiri tiasa janten barcode fisiko-optik pikeun sampel biologis hétérogén, anu ngamungkinkeun panyiri jinis sél khusus sareng target molekul khusus dina analisis multipleks. Panyiri spésifik jinis sél ayeuna dilakukeun nganggo biomarker konvensional, sapertos fluorofor organik, titik kuantum, sareng manik-manik fluoresensi, anu gaduh lébar garis émisi anu lega. Ku kituna, ngan ukur sababaraha jinis sél khusus anu tiasa dilabélan dina waktos anu sami. Sabalikna, émisi cahaya pita ultra-sempit tina laser microdisk bakal tiasa ngaidentipikasi langkung seueur jinis sél dina waktos anu sami.
Tim ieu nguji sareng hasil nunjukkeun partikel laser microdisk anu disetel sacara tepat salaku biomarker, ngagunakeunana pikeun ngalabel sél epitel payudara normal anu dikultur MCF10A. Kalayan émisi ultra-wideband na, laser ieu berpotensi ngarévolusi biosensoring, nganggo téknik biomédis sareng optik anu kabuktian sapertos pencitraan sitodinamik, sitometri aliran, sareng analisis multi-omics. Téknologi anu dumasar kana etsa PEC nandakeun kamajuan utama dina laser microdisk. Skalabilitas metode ieu, ogé katepatan subnanometerna, muka kamungkinan énggal pikeun aplikasi laser anu teu kaétang dina nanophotonics sareng alat biomédis, ogé barcode pikeun populasi sél khusus sareng molekul analitis.