Zajednički istraživački tim s Medicinskog fakulteta Harvard (HMS) i Opće bolnice MIT tvrdi da su postigli podešavanje izlaza mikrodiskovnog lasera korištenjem PEC metode jetkanja, što novi izvor za nanofotonu i biomedicinu čini "obećavajućim".
(Izlaz mikrodiskovnog lasera može se podesiti PEC metodom jetkanja)
U poljimananofotonikai biomedicina, mikrodisklaserii nanodiskovni laseri postali su obećavajućiizvori svjetlostii sonde. U nekoliko primjena kao što su fotonska komunikacija na čipu, bioimaging na čipu, biokemijsko očitavanje i obrada kvantnih fotonskih informacija, potrebno je postići laserski izlaz u određivanju valne duljine i točnosti ultra-uskog pojasa. Međutim, i dalje je izazovno proizvesti mikrodiskove i nanodiskove lasere ove precizne valne duljine u velikim razmjerima. Trenutni procesi nanofabrikacije uvode slučajnost promjera diska, što otežava postizanje zadane valne duljine u laserskoj masi obrade i proizvodnje. Sada, tim istraživača s Medicinskog fakulteta Harvard i Wellman Centra Opće bolnice Massachusetts zaOptoelektronička medicinarazvio je inovativnu optokemijsku (PEC) tehniku jetkanja koja pomaže u preciznom podešavanju valne duljine mikrodiskovnog lasera s točnošću nižom od nanometara. Rad je objavljen u časopisu Advanced Photonics.
Fotokemijsko jetkanje
Prema izvješćima, nova metoda tima omogućuje proizvodnju mikro-diskovnih lasera i nano-diskovnih laserskih nizova s preciznim, unaprijed određenim valnim duljinama emisije. Ključ ovog otkrića je korištenje PEC jetkanja, koje pruža učinkovit i skalabilan način finog podešavanja valne duljine mikro-diskovnog lasera. U gore navedenim rezultatima, tim je uspješno dobio mikro-diskove od indij-galij-arsenidnog fosfatiranja prekrivene silicijevim dioksidom na strukturi stupca indij-fosfida. Zatim su precizno podesili lasersku valnu duljinu ovih mikro-diskova na određenu vrijednost izvođenjem fotokemijskog jetkanja u razrijeđenoj otopini sumporne kiseline.
Također su istraživali mehanizme i dinamiku specifičnih fotokemijskih (PEC) jetkanja. Konačno, prenijeli su niz mikrodiskova s podešenom valnom duljinom na polidimetilsiloksansku podlogu kako bi proizveli neovisne, izolirane laserske čestice s različitim laserskim valnim duljinama. Rezultirajući mikrodisk pokazuje ultraširokopojasnu propusnost laserske emisije, s...laserna koloni manje od 0,6 nm i izolirana čestica manja od 1,5 nm.
Otvaranje vrata biomedicinskim primjenama
Ovaj rezultat otvara vrata mnogim novim nanofotonskim i biomedicinskim primjenama. Na primjer, samostalni mikrodiskovni laseri mogu poslužiti kao fizikalno-optički barkodovi za heterogene biološke uzorke, omogućujući označavanje specifičnih tipova stanica i ciljanje specifičnih molekula u multipleks analizi. Označavanje specifično za tip stanice trenutno se provodi korištenjem konvencionalnih biomarkera, kao što su organski fluorofori, kvantne točke i fluorescentne kuglice, koje imaju široke širine emisijskih linija. Stoga se istovremeno može označiti samo nekoliko specifičnih tipova stanica. Nasuprot tome, ultra-uskopojasna emisija svjetlosti mikrodiskovnog lasera moći će identificirati više tipova stanica istovremeno.
Tim je testirao i uspješno demonstrirao precizno podešene čestice mikrodiskovnog lasera kao biomarkere, koristeći ih za označavanje kultiviranih normalnih stanica epitela dojke MCF10A. Svojom ultraširokopojasnom emisijom, ovi laseri bi potencijalno mogli revolucionirati biosenzore, koristeći dokazane biomedicinske i optičke tehnike poput citodinamičkog snimanja, protočne citometrije i multi-omske analize. Tehnologija temeljena na PEC jetkanju označava veliki napredak u mikrodiskovnim laserima. Skalabilnost metode, kao i njezina subnanometarska preciznost, otvara nove mogućnosti za bezbrojne primjene lasera u nanofotonici i biomedicinskim uređajima, kao i barkodove za specifične stanične populacije i analitičke molekule.
Vrijeme objave: 29. siječnja 2024.