Mikro-nano fotonika əsasən mikro və nano miqyasda işıq və maddə arasındakı qarşılıqlı təsir qanununu və onun işığın generasiyası, ötürülməsi, tənzimlənməsi, aşkarlanması və hiss edilməsində tətbiqini öyrənir. Mikro-nano fotonika alt dalğa uzunluğu cihazları foton inteqrasiya dərəcəsini effektiv şəkildə artıra bilər və foton cihazlarını elektron çiplər kimi kiçik bir optik çipə inteqrasiya etməsi gözlənilir. Nano-səth plazmonikası, əsasən metal nanostrukturlarda işıq və maddə arasındakı qarşılıqlı təsiri öyrənən mikro-nano fotonikasının yeni bir sahəsidir. Kiçik ölçülü, yüksək sürətli və ənənəvi difraksiya limitini aşma xüsusiyyətlərinə malikdir. Yaxşı lokal sahə gücləndiricisi və rezonans filtrasiya xüsusiyyətlərinə malik nanoplazma-dalğa ötürücü strukturu nano-filtr, dalğa uzunluğu bölmə multipleksoru, optik açar, lazer və digər mikro-nano optik cihazların əsasını təşkil edir. Optik mikroboşluqlar işığı kiçik bölgələrlə məhdudlaşdırır və işıq və maddə arasındakı qarşılıqlı təsiri xeyli artırır. Buna görə də, yüksək keyfiyyətli faktorlu optik mikroboşluq yüksək həssaslıq hiss etmə və aşkarlamanın vacib bir yoludur.
WGM mikro boşluğu
Son illərdə optik mikroboşluq böyük tətbiq potensialı və elmi əhəmiyyəti səbəbindən çox diqqət çəkmişdir. Optik mikroboşluq əsasən mikrosfer, mikrosütun, mikrohalqa və digər həndəsələrdən ibarətdir. Bu, bir növ morfoloji asılı optik rezonatordur. Mikroboşluqlardakı işıq dalğaları mikroboşluq interfeysində tam əks olunur və nəticədə pıçıltı qalereyası rejimi (WGM) adlanan rezonans rejimi yaranır. Digər optik rezonatorlarla müqayisədə mikrorezonatorlar yüksək Q dəyəri (106-dan çox), aşağı rejim həcmi, kiçik ölçülü və asan inteqrasiya və s. xüsusiyyətlərinə malikdir və yüksək həssaslıqlı biokimyəvi sensor, ultra aşağı eşik lazeri və qeyri-xətti təsirə tətbiq edilmişdir. Tədqiqat məqsədimiz müxtəlif strukturların və mikroboşluqların müxtəlif morfologiyalarının xüsusiyyətlərini tapmaq və öyrənmək, həmçinin bu yeni xüsusiyyətləri tətbiq etməkdir. Əsas tədqiqat istiqamətlərinə aşağıdakılar daxildir: WGM mikroboşluğunun optik xüsusiyyətlərinin tədqiqi, mikroboşluğun istehsal tədqiqatı, mikroboşluğun tətbiq tədqiqatı və s.
WGM mikro boşluq biokimyəvi sensoru
Təcrübədə, ölçmə üçün dörd dərəcəli yüksək dərəcəli WGM rejimi M1 (Şəkil 1(a)) istifadə edilmişdir. Aşağı dərəcəli rejimlə müqayisədə yüksək dərəcəli rejimin həssaslığı xeyli yaxşılaşdırılmışdır (Şəkil 1(b)).
Şəkil 1. Mikrokapilyar boşluğun rezonans rejimi (a) və ona uyğun refraktiv indeks həssaslığı (b)
Yüksək Q dəyəri ilə tənzimlənən optik filtr
Əvvəlcə radial yavaş-yavaş dəyişən silindrik mikroboşluq çıxarılır və sonra dalğa uzunluğunun tənzimlənməsi rezonans dalğasından bəri forma ölçüsü prinsipinə əsaslanaraq birləşmə mövqeyini mexaniki olaraq hərəkət etdirməklə əldə edilə bilər (Şəkil 2 (a)). Tənzimlənə bilən performans və filtrləmə zolağı Şəkil 2 (b) və (c)-də göstərilmişdir. Bundan əlavə, cihaz subnanometr dəqiqliyi ilə optik yerdəyişmə sensoru həyata keçirə bilər.
Şəkil 2. Tənzimlənən optik filtrin (a), tənzimlənən performansın (b) və filtr bant genişliyinin (c) sxematik diaqramı
WGM mikrofluidik damcı rezonatoru
Mikroflüid çipində, xüsusən də yağdakı damcı (neftdəki damcı) üçün səth gərginliyinin xüsusiyyətlərinə görə, on və ya hətta yüzlərlə mikron diametri üçün yağda asılı qalacaq və demək olar ki, mükəmməl bir kürə əmələ gətirəcək. Refraktiv indeksin optimallaşdırılması sayəsində damcının özü 108-dən çox keyfiyyət faktoruna malik mükəmməl sferik rezonatordur. Bu, həmçinin yağda buxarlanma probleminin qarşısını alır. Nisbətən böyük damcılar üçün sıxlıq fərqlərinə görə yuxarı və ya aşağı yan divarlarda "oturacaqlar". Bu tip damcı yalnız yan həyəcanlanma rejimindən istifadə edə bilər.
Yayımlanma vaxtı: 23 oktyabr 2023