Un equipo estadounidense propón un novo método para axustar láseres de microdisco

Un equipo de investigación conxunto da Facultade de Medicina de Harvard (HMS) e o Hospital Xeral do MIT di que conseguiron axustar a saída dun láser de microdisco mediante o método de gravado PEC, facendo que unha nova fonte para a nanofotónica e a biomedicina sexa "prometedora".

(A saída do láser de microdisco pódese axustar polo método de gravado PEC)

Nos campos denanofotónicae biomedicina, microdiscoláserese os láseres de nanodisco volvéronse prometedoresfontes de luze sondas. En varias aplicacións, como a comunicación fotónica no chip, a bioimaxe no chip, a detección bioquímica e o procesamento de información de fotóns cuánticos, necesitan conseguir a saída de láser para determinar a lonxitude de onda e a precisión de banda ultra estreita. Non obstante, segue sendo un reto fabricar láseres de microdisco e nanodisco desta lonxitude de onda precisa a gran escala. Os procesos actuais de nanofabricación introducen a aleatoriedade do diámetro do disco, o que dificulta a obtención dunha lonxitude de onda determinada no procesamento e produción en masa de láser. Agora, un equipo de investigadores da Facultade de Medicina de Harvard e do Centro Wellman do Hospital Xeral de Massachusetts.Medicina Optoelectrónicadesenvolveu unha innovadora técnica de grabado optoquímico (PEC) que axuda a sintonizar con precisión a lonxitude de onda do láser dun láser de microdisco cunha precisión subnanométrica. O traballo publícase na revista Advanced Photonics.

Grabado fotoquímico
Segundo os informes, o novo método do equipo permite a fabricación de láseres de microdisco e matrices de láseres de nanodisco con lonxitudes de onda de emisión precisas e predeterminadas. A clave deste avance é o uso do gravado PEC, que proporciona unha forma eficiente e escalable de afinar a lonxitude de onda dun láser de microdisco. Nos resultados anteriores, o equipo obtivo con éxito microdiscos de fosfatación de arseniuro de indio e galio cubertos de sílice na estrutura da columna de fosfuro de indio. Despois axustaron a lonxitude de onda láser destes microdiscos con precisión a un valor determinado realizando un gravado fotoquímico nunha solución diluída de ácido sulfúrico.
Tamén investigaron os mecanismos e a dinámica de gravados fotoquímicos específicos (PEC). Finalmente, transferiron a matriz de microdiscos sintonizados coa lonxitude de onda a un substrato de polidimetilsiloxano para producir partículas láser illadas independentes con diferentes lonxitudes de onda láser. O microdisco resultante mostra un ancho de banda ultra-ancho de emisión láser, coláserna columna menos de 0,6 nm e a partícula illada menos de 1,5 nm.

Abrindo a porta ás aplicacións biomédicas
Este resultado abre a porta a moitas novas aplicacións nanofotónicas e biomédicas. Por exemplo, os láseres de microdisco autónomos poden servir como códigos de barras físico-ópticos para mostras biolóxicas heteroxéneas, permitindo o etiquetado de tipos celulares específicos e a orientación de moléculas específicas na análise múltiplex. como fluoróforos orgánicos, puntos cuánticos e perlas fluorescentes, que teñen amplas liñas de emisión. Así, só uns poucos tipos de células específicos poden ser etiquetados ao mesmo tempo. Pola contra, a emisión de luz de banda ultra estreita dun láser de microdisco poderá identificar máis tipos de células ao mesmo tempo.
O equipo probou e demostrou con éxito partículas láser de microdisco sintonizadas con precisión como biomarcadores, utilizándoas para etiquetar células epiteliais de mama normais cultivadas MCF10A. Coa súa emisión de banda ultra-ancha, estes láseres poderían revolucionar a biodetección, utilizando técnicas biomédicas e ópticas comprobadas como imaxes citodinámicas, citometría de fluxo e análise multi-ómica. A tecnoloxía baseada no gravado PEC marca un gran avance nos láseres de microdisco. A escalabilidade do método, así como a súa precisión subnanométrica, abre novas posibilidades para innumerables aplicacións de láseres en nanofotónica e dispositivos biomédicos, así como códigos de barras para poboacións celulares específicas e moléculas analíticas.