ทีมอเมริกันเสนอวิธีการใหม่สำหรับการปรับแต่งเลเซอร์ microdisk

ทีมวิจัยร่วมจาก Harvard Medical School (HMS) และ MIT General Hospital กล่าวว่าพวกเขาประสบความสำเร็จในการปรับแต่งเลเซอร์ microdisk โดยใช้วิธีการแกะสลัก PEC ทำให้เป็นแหล่งใหม่สำหรับ nanophotonics และ biomedicine“ มีแนวโน้ม”

(เอาต์พุตของเลเซอร์ microdisk สามารถปรับได้โดยวิธีการแกะสลัก PEC)

ในสาขาของนาโนโฟโตนิกส์และ biomedicine, microdiskเลเซอร์และเลเซอร์ nanodisk ได้กลายเป็นสัญญาแหล่งกำเนิดแสงและโพรบ ในแอปพลิเคชันหลายอย่างเช่นการสื่อสารทางโทนิคบนชิป, การถ่ายภาพทางชีวภาพบนชิป, การตรวจจับทางชีวเคมีและการประมวลผลข้อมูลโฟตอนควอนตัมพวกเขาจำเป็นต้องได้รับเอาท์พุทเลเซอร์ในการกำหนดความยาวคลื่นและความแม่นยำของวงดนตรีที่มีความยาวเป็นพิเศษ อย่างไรก็ตามมันยังคงท้าทายในการผลิตเลเซอร์ microdisk และ nanodisk ของความยาวคลื่นที่แม่นยำนี้ในขนาดใหญ่ กระบวนการ nanofabrication ในปัจจุบันแนะนำการสุ่มของเส้นผ่านศูนย์กลางของแผ่นดิสก์ซึ่งทำให้ยากที่จะได้รับความยาวคลื่นชุดในการประมวลผลและการผลิตด้วยเลเซอร์มวลชนตอนนี้ทีมนักวิจัยจากโรงเรียนแพทย์ฮาร์วาร์ดยา Optoelectronicได้พัฒนาเทคนิคการแกะสลัก Optochemical (PEC) ที่เป็นนวัตกรรมซึ่งช่วยปรับความยาวคลื่นเลเซอร์ของเลเซอร์ microdisk ได้อย่างแม่นยำด้วยความแม่นยำ subnanometer งานนี้ตีพิมพ์ในวารสาร Advanced Photonics

การแกะสลักด้วยแสง
ตามรายงานวิธีการใหม่ของทีมช่วยให้สามารถผลิตเลเซอร์ขนาดเล็กและเลเซอร์เลเซอร์ nanodisk ด้วยความยาวคลื่นการปล่อยที่กำหนดไว้ล่วงหน้า กุญแจสำคัญในการพัฒนานี้คือการใช้การแกะสลัก PEC ซึ่งให้วิธีที่มีประสิทธิภาพและปรับขนาดได้ในการปรับความยาวคลื่นของเลเซอร์ microdisc ในผลการวิจัยข้างต้นทีมได้รับอินเดียนalแกลเลียมอาร์เซไนด์ฟอสเฟต microdisks ที่ครอบคลุมด้วยซิลิกาในโครงสร้างคอลัมน์อินเดียมฟอสเฟต จากนั้นพวกเขาก็ปรับความยาวคลื่นเลเซอร์ของ microdisks เหล่านี้อย่างแม่นยำกับค่าที่กำหนดโดยทำการแกะสลักด้วยโฟโตเคมีในสารละลายเจือจางของกรดซัลฟิวริก
พวกเขายังตรวจสอบกลไกและพลวัตของการแกะสลักโฟโตเคมี (PEC) ที่เฉพาะเจาะจง ในที่สุดพวกเขาก็ถ่ายโอนอาร์เรย์ microdisk ที่ปรับความยาวคลื่นไปยังสารตั้งต้น polydimethylsiloxane เพื่อผลิตอนุภาคเลเซอร์อิสระที่แยกได้ด้วยความยาวคลื่นเลเซอร์ที่แตกต่างกัน microdisk ที่ได้จะแสดงแบนด์วิดธ์เลเซอร์ที่มีความกว้างเป็นพิเศษเลเซอร์ในคอลัมน์น้อยกว่า 0.6 นาโนเมตรและอนุภาคที่แยกได้น้อยกว่า 1.5 นาโนเมตร

เปิดประตูสู่การใช้งานด้านชีวการแพทย์
ผลลัพธ์นี้เปิดประตูสู่ nanophotonics ใหม่และแอปพลิเคชันชีวการแพทย์ ตัวอย่างเช่นเลเซอร์ microdisk แบบสแตนด์อโลนสามารถใช้เป็นบาร์โค้ดทางกายภาพทางกายภาพสำหรับตัวอย่างทางชีวภาพที่แตกต่างกันทำให้การติดฉลากของเซลล์ชนิดเฉพาะและการกำหนดเป้าหมายของโมเลกุลเฉพาะในการวิเคราะห์มัลติเพล็กซ์ ดังนั้นเซลล์เฉพาะสองสามชนิดเท่านั้นที่สามารถติดป้ายได้ในเวลาเดียวกัน ในทางตรงกันข้ามการปล่อยแสงอัลตร้านาร์โรว์ของเลเซอร์ microdisk จะสามารถระบุชนิดของเซลล์ได้มากขึ้นในเวลาเดียวกัน
ทีมทดสอบและแสดงให้เห็นถึงความสำเร็จในการปรับอนุภาคเลเซอร์ microdisk อย่างแม่นยำเป็นไบโอมาร์คเกอร์โดยใช้พวกเขาเพื่อติดฉลากเซลล์เยื่อบุผิวเต้านมปกติที่เพาะเลี้ยง MCF10A ด้วยการปล่อยก๊าซแสงกว้างเป็นพิเศษเลเซอร์เหล่านี้อาจปฏิวัติการชีวภาพโดยใช้เทคนิคชีวการแพทย์และแสงที่พิสูจน์แล้วเช่นการถ่ายภาพ cytodynamic, การไหลของ cytometry และการวิเคราะห์หลาย OMICS เทคโนโลยีที่ใช้การแกะสลัก PEC เป็นความก้าวหน้าที่สำคัญในเลเซอร์ microdisk ความสามารถในการปรับขนาดของวิธีการเช่นเดียวกับความแม่นยำ subnanometer เปิดโอกาสใหม่สำหรับการใช้งานเลเซอร์ใน nanophotonics และอุปกรณ์ชีวการแพทย์นับไม่ถ้วนรวมถึงบาร์โค้ดสำหรับประชากรเซลล์เฉพาะและโมเลกุลวิเคราะห์