மைக்ரோ-நானோ ஃபோட்டானிக்ஸ் என்றால் என்ன?

மைக்ரோ-நானோ ஃபோட்டானிக்ஸ் முக்கியமாக மைக்ரோ மற்றும் நானோ அளவில் ஒளிக்கும் பொருளுக்கும் இடையிலான இடைவினையின் விதியையும், ஒளி உருவாக்கம், கடத்தல், ஒழுங்குபடுத்துதல், கண்டறிதல் மற்றும் உணர்தல் ஆகியவற்றில் அதன் பயன்பாட்டையும் ஆய்வு செய்கிறது. மைக்ரோ-நானோ ஃபோட்டானிக்ஸின் துணை-அலைநீள சாதனங்கள் ஃபோட்டான் ஒருங்கிணைப்பின் அளவை திறம்பட மேம்படுத்த முடியும், மேலும் மின்னணு சில்லுகளைப் போல ஃபோட்டானிக் சாதனங்களை ஒரு சிறிய ஒளியியல் சில்லுவில் ஒருங்கிணைக்க முடியும் என்று எதிர்பார்க்கப்படுகிறது. நானோ-மேற்பரப்பு பிளாஸ்மோனிக்ஸ் என்பது மைக்ரோ-நானோ ஃபோட்டானிக்ஸின் ஒரு புதிய துறையாகும், இது முக்கியமாக உலோக நானோ கட்டமைப்புகளில் ஒளிக்கும் பொருளுக்கும் இடையிலான இடைவினையை ஆய்வு செய்கிறது. இது சிறிய அளவு, அதிக வேகம் மற்றும் பாரம்பரிய விளிம்பு விலகல் வரம்பை மீறுதல் போன்ற பண்புகளைக் கொண்டுள்ளது. நல்ல உள்ளூர் புல மேம்பாடு மற்றும் ஒத்ததிர்வு வடிகட்டுதல் பண்புகளைக் கொண்ட நானோபிளாஸ்மா-அலைவழிகாட்டி அமைப்பு, நானோ-வடிகட்டி, அலைநீளப் பிரிவு மல்டிபிளெக்சர், ஒளியியல் நிலைமாற்றி, லேசர் மற்றும் பிற மைக்ரோ-நானோ ஒளியியல் சாதனங்களுக்கு அடிப்படையாக உள்ளது. ஒளியியல் நுண்குழிகள் ஒளியை மிகச்சிறிய பகுதிகளுக்குள் கட்டுப்படுத்தி, ஒளிக்கும் பொருளுக்கும் இடையிலான இடைவினையை பெரிதும் மேம்படுத்துகின்றன. எனவே, உயர் தரக் காரணியைக் கொண்ட ஒளியியல் நுண்குழி, அதிக உணர்திறன் கொண்ட உணர்தல் மற்றும் கண்டறிதலுக்கு ஒரு முக்கியமான வழியாகும்.

WGM மைக்ரோகுழி

சமீபத்திய ஆண்டுகளில், ஒளியியல் நுண்குழி அதன் பெரும் பயன்பாட்டுத் திறன் மற்றும் அறிவியல் முக்கியத்துவம் காரணமாக அதிக கவனத்தை ஈர்த்துள்ளது. ஒளியியல் நுண்குழி முக்கியமாக நுண்கோளம், நுண்தூண், நுண்வளையம் மற்றும் பிற வடிவவியல்களைக் கொண்டுள்ளது. இது ஒரு வகையான உருவமைப்பைச் சார்ந்த ஒளியியல் அதிர்வுறுப்பான் ஆகும். நுண்குழிகளில் உள்ள ஒளி அலைகள் நுண்குழி இடைமுகத்தில் முழுமையாகப் பிரதிபலிக்கப்படுகின்றன, இதன் விளைவாக கிசுகிசுப்பு அரங்கு முறை (WGM) எனப்படும் ஒரு அதிர்வு முறை உருவாகிறது. மற்ற ஒளியியல் அதிர்வுறுப்பான்களுடன் ஒப்பிடும்போது, ​​நுண்அதிர்வுறுப்பான்கள் உயர் Q மதிப்பு (10⁶-ஐ விட அதிகம்), குறைந்த முறைமைப் பருமன், சிறிய அளவு மற்றும் எளிதான ஒருங்கிணைப்பு போன்ற பண்புகளைக் கொண்டுள்ளன, மேலும் அவை உயர்-உணர்திறன் உயிர்வேதியியல் உணர்தல், மிகக் குறைந்த வரம்பு லேசர் மற்றும் நேரியல் அல்லாத செயல்பாடு ஆகியவற்றில் பயன்படுத்தப்பட்டுள்ளன. நுண்குழிகளின் வெவ்வேறு கட்டமைப்புகள் மற்றும் வெவ்வேறு உருவமைப்புகளின் பண்புகளைக் கண்டறிந்து ஆய்வு செய்வதும், இந்தப் புதிய பண்புகளைப் பயன்படுத்துவதும் எங்கள் ஆராய்ச்சியின் நோக்கமாகும். முக்கிய ஆராய்ச்சித் திசைகளில் அடங்குபவை: WGM நுண்குழியின் ஒளியியல் பண்புகள் ஆராய்ச்சி, நுண்குழியின் உருவாக்க ஆராய்ச்சி, நுண்குழியின் பயன்பாட்டு ஆராய்ச்சி போன்றவை.

WGM நுண்குழி உயிர்வேதியியல் உணர்தல்

சோதனையில், உணர்திறன் அளவீட்டிற்காக நான்காம் வரிசை உயர் வரிசை WGM பயன்முறை M1 (படம் 1(a)) பயன்படுத்தப்பட்டது. கீழ் வரிசை பயன்முறையுடன் ஒப்பிடும்போது, ​​உயர் வரிசை பயன்முறையின் உணர்திறன் பெரிதும் மேம்படுத்தப்பட்டது (படம் 1(b)).

படம் 1. நுண்குழாய்க் குழியின் ஒத்ததிர்வு முறை (அ) மற்றும் அதனுடன் தொடர்புடைய ஒளிவிலகல் குறியீட்டு உணர்திறன் (ஆ)

உயர் Q மதிப்பு கொண்ட சரிசெய்யக்கூடிய ஒளியியல் வடிகட்டி

முதலில், ஆரப்போக்கில் மெதுவாக மாறும் உருளை வடிவ நுண்குழி வெளியே இழுக்கப்படுகிறது, பின்னர் ஒத்ததிர்வு அலைநீளத்தின் அடிப்படையில் வடிவ அளவின் கொள்கையைப் பின்பற்றி இணைப்பு நிலையை இயந்திர ரீதியாக நகர்த்துவதன் மூலம் அலைநீளச் சரிசெய்தலை அடையலாம் (படம் 2 (அ)). சரிசெய்யக்கூடிய செயல்திறன் மற்றும் வடிகட்டும் அலைவரிசை அகலம் ஆகியவை படம் 2 (ஆ) மற்றும் (இ)-இல் காட்டப்பட்டுள்ளன. மேலும், இந்தச் சாதனம் துணை-நானோமீட்டர் துல்லியத்துடன் ஒளியியல் இடப்பெயர்வு உணர்தலைச் செயல்படுத்த முடியும்.

படம் 2. சரிசெய்யக்கூடிய ஒளியியல் வடிகட்டியின் திட்ட வரைபடம் (a), சரிசெய்யக்கூடிய செயல்திறன் (b) மற்றும் வடிகட்டி அலைவரிசை அகலம் (c)

WGM மைக்ரோஃப்ளூயிடிக் துளி அதிர்வுமானி

நுண் பாய்ம சில்லில், குறிப்பாக எண்ணெயில் உள்ள நீர்த்துளி (droplet in-oil), அதன் மேற்பரப்பு இழுவிசைப் பண்புகளின் காரணமாக, பத்து அல்லது நூற்றுக்கணக்கான மைக்ரான் விட்டம் கொண்ட நீர்த்துளிகள் எண்ணெயில் மிதந்து, ஏறக்குறைய ஒரு முழுமையான கோளத்தை உருவாக்கும். ஒளிவிலகல் குறியீட்டை உகந்ததாக்குவதன் மூலம், அந்த நீர்த்துளியே 108-க்கும் மேற்பட்ட தரக் காரணியுடன் கூடிய ஒரு முழுமையான கோள வடிவ அதிர்வுறுப்பானாக மாறுகிறது. இது எண்ணெயில் ஏற்படும் ஆவியாதல் சிக்கலையும் தவிர்க்கிறது. ஒப்பீட்டளவில் பெரிய நீர்த்துளிகள், அடர்த்தி வேறுபாடுகளின் காரணமாக மேல் அல்லது கீழ் பக்கச் சுவர்களில் "அமர்ந்துவிடும்". இந்த வகை நீர்த்துளிகளுக்கு பக்கவாட்டுத் தூண்டல் முறையை மட்டுமே பயன்படுத்த முடியும்.