Un equipo de investigación conxunto da Facultade de Medicina de Harvard (HMS) e do Hospital Xeral do MIT afirma que conseguiron axustar a saída dun láser de microdisco usando o método de gravado PEC, o que converte unha nova fonte para a nanofotónica e a biomedicina en "prometedora".
(A saída do láser de microdisco pódese axustar mediante o método de gravado PEC)
Nos campos denanofotónicae biomedicina, microdiscoláserese os láseres de nanodiscos tornáronse prometedoresfontes de luze sondas. En varias aplicacións como a comunicación fotónica en chip, a bioimaxe en chip, a detección bioquímica e o procesamento de información fotónica cuántica, necesitan lograr unha saída láser para determinar a lonxitude de onda e a precisión da banda ultraestreita. Non obstante, segue sendo un reto fabricar láseres de microdiscos e nanodiscos desta lonxitude de onda precisa a grande escala. Os procesos actuais de nanofabricación introducen a aleatoriedade do diámetro do disco, o que dificulta a obtención dunha lonxitude de onda establecida no procesamento e produción de masa láser. Agora, un equipo de investigadores da Facultade de Medicina de Harvard e do Centro Wellman para...Medicina Optoelectrónicadesenvolveu unha innovadora técnica de gravado optoquímico (PEC) que axuda a axustar con precisión a lonxitude de onda do láser dun láser de microdisco cunha precisión subnanométrica. O traballo publícase na revista Advanced Photonics.
Gravado fotoquímico
Segundo os informes, o novo método do equipo permite a fabricación de láseres de microdiscos e matrices de láseres de nanodiscos 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 axustar con precisión a lonxitude de onda dun láser de microdiscos. Nos resultados anteriores, o equipo obtivo con éxito microdiscos de fosfatación de arseniuro de indio e galio cubertos con sílice na estrutura da columna de fosfuro de indio. Despois, axustaron a lonxitude de onda do 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 (PEC) específicos. Finalmente, transferiron a matriz de microdiscos sintonizados por lonxitude de onda a un substrato de polidimetilsiloxano para producir partículas láser independentes e illadas con diferentes lonxitudes de onda láser. O microdisco resultante mostra unha banda ultraancha de emisión láser, conláserna columna menos de 0,6 nm e na 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 independentes poden servir como códigos de barras fisicoópticos para mostras biolóxicas heteroxéneas, o que permite o etiquetado de tipos celulares específicos e a orientación de moléculas específicas na análise multiplex. O etiquetado específico do tipo celular realízase actualmente mediante biomarcadores convencionais, como fluoróforos orgánicos, puntos cuánticos e esferas fluorescentes, que teñen anchos de liña de emisión amplos. Polo tanto, só se poden etiquetar uns poucos tipos celulares específicos ao mesmo tempo. Pola contra, a emisión de luz de banda ultraestreita dun láser de microdisco poderá identificar máis tipos celulares ao mesmo tempo.
O equipo probou e demostrou con éxito partículas láser de microdiscos sintonizadas con precisión como biomarcadores, utilizándoas para etiquetar células epiteliais mamarias normais cultivadas MCF10A. Coa súa emisión de banda ultraancha, estes láseres poderían revolucionar a biosensoría, empregando técnicas biomédicas e ópticas probadas como a imaxe citodinámica, a citometría de fluxo e a análise multiómica. A tecnoloxía baseada no gravado PEC marca un avance importante nos láseres de microdiscos. 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.
Data de publicación: 29 de xaneiro de 2024