Un equip d'investigació conjunt de la Harvard Medical School (HMS) i l'Hospital General del MIT diuen que han aconseguit ajustar la sortida d'un làser de microdisc mitjançant el mètode de gravat PEC, fent que una nova font per a la nanofotònica i la biomedicina sigui "prometidora".
(La sortida del làser de microdisc es pot ajustar mitjançant el mètode de gravat PEC)
En els camps denanofotònicai biomedicina, microdisclàsersi els làsers de nanodisc s'han tornat prometedorsfonts de llumi sondes. En diverses aplicacions, com ara la comunicació fotònica al xip, la bioimatge en el xip, la detecció bioquímica i el processament d'informació de fotons quàntics, han d'aconseguir una sortida làser per determinar la longitud d'ona i la precisió de banda ultraestreta. No obstant això, segueix sent un repte fabricar làsers de microdisc i nanodisc d'aquesta longitud d'ona precisa a gran escala. Els processos de nanofabricació actuals introdueixen l'aleatorietat del diàmetre del disc, cosa que dificulta l'obtenció d'una longitud d'ona determinada en el processament i la producció massiva làser. Ara, un equip d'investigadors de la Harvard Medical School i el Wellman Center de l'Hospital General de MassachusettsMedicina Optoelectrònicaha desenvolupat una innovadora tècnica de gravat optoquímic (PEC) que ajuda a ajustar amb precisió la longitud d'ona làser d'un làser de microdisc amb una precisió subnanomètrica. El treball es publica a la revista Advanced Photonics.
Gravat fotoquímic
Segons els informes, el nou mètode de l'equip permet la fabricació de làsers de microdiscs i matrius làser de nanodiscs amb longituds d'ona d'emissió predeterminades i precises. La clau d'aquest avenç és l'ús del gravat PEC, que proporciona una manera eficient i escalable d'afinar la longitud d'ona d'un làser de microdisc. En els resultats anteriors, l'equip va obtenir amb èxit microdiscs de fosfatació d'arsenur d'indi i gal·li coberts amb sílice a l'estructura de la columna de fosfur d'indi. A continuació, van ajustar la longitud d'ona làser d'aquests microdiscs amb precisió a un valor determinat realitzant un gravat fotoquímic en una solució diluïda d'àcid sulfúric.
També van investigar els mecanismes i la dinàmica dels gravats fotoquímics específics (PEC). Finalment, van transferir la matriu de microdiscs ajustats a la longitud d'ona a un substrat de polidimetilsiloxà per produir partícules làser independents i aïllades amb diferents longituds d'ona làser. El microdisc resultant mostra una amplada de banda d'emissió làser de banda ultra ampla, amb ellàsera la columna menys de 0,6 nm i la partícula aïllada menys d'1,5 nm.
Obrint la porta a les aplicacions biomèdiques
Aquest resultat obre la porta a moltes noves aplicacions nanofotòniques i biomèdiques. Per exemple, els làsers de microdisc autònoms poden servir com a codis de barres físico-òptics per a mostres biològiques heterogènies, permetent l'etiquetatge de tipus cel·lulars específics i l'orientació de molècules específiques en l'anàlisi múltiplex. Actualment, l'etiquetatge específic de tipus cel·lular es realitza mitjançant biomarcadors convencionals, com ara com fluoròfors orgànics, punts quàntics i perles fluorescents, que tenen amples de línia d'emissió amplis. Així, només uns pocs tipus de cèl·lules específiques es poden etiquetar alhora. En canvi, l'emissió de llum de banda ultraestreta d'un làser de microdisc serà capaç d'identificar més tipus de cèl·lules al mateix temps.
L'equip va provar i va demostrar amb èxit partícules làser de microdisc ajustades amb precisió com a biomarcadors, utilitzant-les per etiquetar cèl·lules epitelials de mama normals cultivades MCF10A. Amb la seva emissió de banda ultraample, aquests làsers podrien revolucionar la biodetecció, utilitzant tècniques biomèdiques i òptiques provades com ara imatges citodinàmiques, citometria de flux i anàlisi multiòmica. La tecnologia basada en el gravat PEC marca un gran avenç en làser de microdisc. L'escalabilitat del mètode, així com la seva precisió subnanomètrica, obre noves possibilitats per a innombrables aplicacions de làsers en nanofotònica i dispositius biomèdics, així com codis de barres per a poblacions cel·lulars específiques i molècules analítiques.
Hora de publicació: 29-gen-2024