La micro-nano photonique étudie principalement la loi de l'interaction entre la lumière et la matière à l'échelle micro et nano et son application dans la génération de lumière, la transmission, la régulation, la détection et la détection. Les dispositifs de sous-longueur d'onde micro-nano photoniques peuvent améliorer efficacement le degré d'intégration des photons, et il devrait intégrer les appareils photoniques dans une petite puce optique comme les puces électroniques. La plasmonique nano-surface est un nouveau domaine de la micro-nano photonique, qui étudie principalement l'interaction entre la lumière et la matière dans les nanostructures métalliques. Il a les caractéristiques de petite taille, de grande vitesse et de surmonter la limite de diffraction traditionnelle. La structure des guides d'onde de nanoplasma, qui a une bonne amélioration des champs et des caractéristiques de filtrage de résonance, est la base du nano-filtre, du multiplexeur de division de longueur d'onde, de l'interrupteur optique, du laser et d'autres dispositifs optiques micro-nano. Les microcavités optiques limitent la lumière dans de minuscules régions et améliorent considérablement l'interaction entre la lumière et la matière. Par conséquent, la microcavité optique avec un facteur de qualité élevée est un moyen important de détection et de détection à haute sensibilité.
Microcavité WGM
Ces dernières années, la microcavité optique a attiré beaucoup d'attention en raison de son grand potentiel d'application et de sa signification scientifique. La microcavité optique se compose principalement de microphère, de microcolonne, de microration et d'autres géométries. C'est une sorte de résonateur optique morphologique dépendant. Les ondes légères dans les microcavités sont entièrement réfléchies à l'interface de microcavité, résultant en un mode de résonance appelé Whispering Gallery Mode (WGM). Par rapport aux autres résonateurs optiques, les microresonateurs ont les caractéristiques d'une valeur Q élevée (supérieure à 106), de volume de mode faible, de petite taille et d'intégration facile, etc., et ont été appliqués à la détection biochimique à haute sensibilité, à un laser de seuil ultra-bas et à une action non linéaire. Notre objectif de recherche est de trouver et d'étudier les caractéristiques de différentes structures et différentes morphologies des microcavités et d'appliquer ces nouvelles caractéristiques. Les principales directions de recherche comprennent: la recherche sur les caractéristiques optiques de la microcavité WGM, la recherche sur la fabrication de la microcavité, la recherche d'applications sur la microcavité, etc.
Microcavité WGM détection biochimique
Dans l'expérience, le mode WGM M1 d'ordre élevé à quatre commandes (figure 1 (a)) a été utilisé pour la mesure de détection. Par rapport au mode d'ordre faible, la sensibilité du mode d'ordre élevé a été considérablement améliorée (Fig. 1 (b)).
Figure 1. Mode de résonance (a) de la cavité microcapillaire et sa sensibilité à l'indice de réfraction correspondant (b)
Filtre optique accordable avec une valeur Q élevée
Tout d'abord, la microcavité cylindrique en évolution lente radiale est retirée, puis le réglage de la longueur d'onde peut être obtenu en déplaçant mécaniquement la position de couplage en fonction du principe de taille de forme depuis la longueur d'onde résonante (figure 2 (a)). Les performances réglables et la bande passante de filtrage sont illustrées à la figure 2 (b) et (c). De plus, l'appareil peut réaliser la détection de déplacement optique avec précision sous-nanométrique.
Figure 2. Diagramme schématique du filtre optique accordable (A), des performances accordables (B) et de la bande passante du filtre (C)
Résonateur de chute microfluidique WGM
Dans la puce microfluidique, en particulier pour la gouttelette de l'huile (gouttelette en huile), en raison des caractéristiques de la tension de surface, pour le diamètre de dizaines, voire des centaines de microns, il sera suspendu dans l'huile, formant une sphère presque parfaite. Grâce à l'optimisation de l'indice de réfraction, la gouttelette elle-même est un résonateur sphérique parfait avec un facteur de qualité de plus de 108. Il évite également le problème de l'évaporation dans l'huile. Pour les gouttelettes relativement grandes, ils «s'asseoiront» sur les parois côté supérieur ou inférieures en raison des différences de densité. Ce type de gouttelette ne peut utiliser que le mode d'excitation latéral.
Heure du poste: oct-23-2023