A Harvard Medical School (HMS) és az MIT General Hospital közös kutatócsoportja azt állítja, hogy sikerült egy mikrolemezes lézer kimenetének hangolását a PEC maratási módszerrel, így a nanofotonika és a biomedicina új forrása „ígéretes” lett.
(A mikrolemezes lézer kimenete PEC maratási módszerrel állítható)
A területekennanofotonikaés biomedicina, mikrolemezlézerekés a nanodisk lézerek ígéretesek lettekfényforrásokés szondák.Számos alkalmazásban, például a chipen belüli fotonikus kommunikációban, a chipen lévő bioképalkotásban, a biokémiai érzékelésben és a kvantumfoton információfeldolgozásban, lézerkimenetet kell elérniük a hullámhossz és az ultra-keskeny sáv pontosságának meghatározásában.Mindazonáltal továbbra is kihívást jelent az ilyen precíz hullámhosszú mikrolemezes és nanolemezes lézerek nagy léptékű előállítása.A jelenlegi nanogyártási folyamatok bevezetik a korong átmérőjének véletlenszerűségét, ami megnehezíti a meghatározott hullámhossz elérését a lézeres tömeges feldolgozás és gyártás során. A Harvard Medical School és a Massachusetts General Hospital Wellman Center kutatócsoportjaOptoelektronikai gyógyászatkifejlesztett egy innovatív optokémiai (PEC) maratási technikát, amely segít a mikrolemezes lézer lézer hullámhosszának precíz hangolásában szubnanométeres pontossággal.A munka az Advanced Photonics folyóiratban jelent meg.
Fotokémiai maratás
A jelentések szerint a csapat új módszere pontos, előre meghatározott emissziós hullámhosszúságú mikrolemezes lézerek és nanodisk lézertömbök gyártását teszi lehetővé.Ennek az áttörésnek a kulcsa a PEC maratás használata, amely hatékony és méretezhető módot biztosít a mikrolemezes lézer hullámhosszának finomhangolására.A fenti eredményekben a csapat sikeresen kapott indium-gallium-arzenid foszfátozó mikrolemezeket, amelyeket szilícium-dioxiddal borítottak az indium-foszfid oszlop szerkezetére.Ezután ezeknek a mikrolemezeknek a lézer hullámhosszát pontosan beállították egy meghatározott értékre oly módon, hogy fotokémiai maratást végeztek hígított kénsavoldatban.
Vizsgálták a specifikus fotokémiai (PEC) maratások mechanizmusait és dinamikáját is.Végül a hullámhosszra hangolt mikrolemez-tömböt egy polidimetil-sziloxán szubsztrátumra vitték át, hogy egymástól független, izolált lézerrészecskéket állítsanak elő különböző hullámhosszú lézerrel.Az így kapott mikrolemez ultraszéles sávszélességű lézerkibocsátást mutat, alézeraz oszlopon kisebb, mint 0,6 nm, és az izolált részecske kisebb, mint 1,5 nm.
Megnyílik az ajtó az orvosbiológiai alkalmazások előtt
Ez az eredmény számos új nanofotonikai és orvosbiológiai alkalmazás előtt nyitja meg az ajtót.Például az önálló mikrolemezes lézerek fizikai-optikai vonalkódként szolgálhatnak heterogén biológiai mintákhoz, lehetővé téve specifikus sejttípusok címkézését és specifikus molekulák megcélzását a multiplex elemzés során. A sejttípus-specifikus jelölést jelenleg hagyományos biomarkerekkel, pl. szerves fluoroforok, kvantumpontok és fluoreszcens gyöngyök, amelyek széles emissziós vonalszélességgel rendelkeznek.Így egyszerre csak néhány specifikus sejttípus jelölhető.Ezzel szemben a mikrolemezes lézer ultra-keskeny sávú fényemissziója több sejttípus azonosítására lesz képes egyszerre.
A csapat tesztelte és sikeresen demonstrálta a precízen hangolt mikrolemezes lézerrészecskéket biomarkerként, felhasználva azokat a tenyésztett normál emlőhámsejtek MCF10A jelölésére.Ultraszéles sávú sugárzásukkal ezek a lézerek potenciálisan forradalmasíthatják a bioérzékelést, olyan bevált orvosbiológiai és optikai technikák használatával, mint a citodinamikai képalkotás, az áramlási citometria és a multi-omika elemzés.A PEC-maratáson alapuló technológia jelentős előrelépést jelent a mikrolemezes lézerek terén.A módszer skálázhatósága, valamint szubnanométeres precizitása új lehetőségeket nyit meg a lézerek számtalan nanofotonikai és orvosbiológiai eszközben történő alkalmazásában, valamint vonalkódok létrehozásában meghatározott sejtpopulációk és analitikai molekulák számára.
Feladás időpontja: 2024. január 29