マイクロナノフォトニクスは、主に、光とナノスケールでの光と物質の相互作用の法則と、光の生成、伝送、調節、検出、およびセンシングにおけるその応用を研究しています。 Micro-Nano Photonicsサブ波長デバイスは、光子統合の程度を効果的に改善でき、フォトニックデバイスを電子チップなどの小さな光学チップに統合することが期待されています。ナノ表面のプラズモニクスは、マイクロナノフォトニクスの新しい分野であり、主に金属ナノ構造の光と物質の相互作用を研究しています。サイズが小さい、高速、従来の回折限界を克服する特性があります。良好な局所フィールドの強化と共鳴フィルタリング特性を備えたナノプラズマ波ガイド構造は、ナノフィルター、波長分割マルチプレクサ、光学スイッチ、レーザー、その他のマイクロナノ光学デバイスの基礎です。光学微小キャビティは、光を小さな領域に限定し、光と物質の間の相互作用を大幅に強化します。したがって、高品質の因子を備えた光学縮図は、高感度センシングと検出の重要な方法です。
WGMマイクロキャビティ
近年、光学的縮図は、その優れた応用の可能性と科学的意義のために多くの注目を集めています。光学的微小キャビティは、主にミクロスフェア、マイクロカラム、微小岩岩、その他の幾何学で構成されています。これは、一種の形態学的依存光共振器です。マイクロキャビティの光波は、微小キャビティインターフェイスで完全に反映され、その結果、Whisperingギャラリーモード（WGM）と呼ばれる共鳴モードが生まれます。他の光共振器と比較して、マイクロソネーターは、Q値が高い（106を超える）、低モードのボリューム、サイズ、統合が少ないなどの特性を持ち、高感度の生化学センシング、超低閾値レーザー、非線形作用に適用されています。私たちの研究目標は、さまざまな構造の特性と微小キャビティの異なる形態を研究し、これらの新しい特性を適用することです。主な研究の方向性には、WGMの微小キャビティの光学特性研究、縮図の製造研究、縮図のアプリケーション研究など。
WGMマイクロキャビティ生化学センシング
実験では、センシング測定には、4次高次のWGMモードM1（図1（a））が使用されました。低次モードと比較して、高次モードの感度が大幅に改善されました（図1（b））。
図1。ミクロカピラリー腔の共振モード（a）とその対応する屈折率の感度（b）
Q値が高い調整可能な光学フィルター
第一に、ゆっくりと変化する円筒形の微小キャビティが引き出され、その後、共振波長以来の形状サイズの原理に基づいて結合位置を機械的に動かすことで波長チューニングを実現できます（図2（a））。調整可能な性能とフィルタリング帯域幅を図2（b）および（c）に示します。さらに、デバイスは、サブナノメーターの精度で光学変位センシングを実現できます。
図2。調整可能な光学フィルター（a）、調整可能な性能（b）、フィルター帯域幅（c）の概略図
WGMマイクロ流体ドロップ共振器
マイクロ流体チップでは、特に表面張力の特性により、オイルの液滴（液滴インオイル）の場合、数十または数百ミクロンの直径については、オイルに懸濁され、ほぼ完全な球体が形成されます。屈折率の最適化を通じて、液滴自体は、108を超える品質係数を持つ完全な球状共振器です。また、オイルの蒸発の問題も回避します。比較的大きな液滴の場合、密度の違いにより上部または下側の壁に「座る」ことができます。このタイプの液滴は、横方向の励起モードのみを使用できます。
投稿時間：10月23日 - 2023年