micro-nano photonics ဆိုတာ ဘာလဲ။

Micro-nano photonics များသည် မိုက်ခရိုနှင့် နာနိုစကေးတွင် အလင်းနှင့် အရာဝတ္ထုများကြား အပြန်အလှန်အကျိုးသက်ရောက်မှုဥပဒေသကို အဓိကအားဖြင့် လေ့လာကြပြီး အလင်းထုတ်လုပ်ခြင်း၊ ထုတ်လွှင့်ခြင်း၊ ထိန်းညှိခြင်း၊ ထောက်လှမ်းခြင်းနှင့် အာရုံခံခြင်းများတွင် ၎င်း၏အသုံးချမှုကို လေ့လာသည်။ Micro-nano photonics လှိုင်းအလျားခွဲကိရိယာများသည် ဖိုတွန်ပေါင်းစပ်မှုအဆင့်ကို ထိရောက်စွာတိုးတက်စေပြီး၊ ၎င်းသည် ဖိုနစ်ကိရိယာများကို အီလက်ထရွန်းနစ်ချစ်ပ်များကဲ့သို့ သေးငယ်သောအလင်းတန်းချစ်ပ်တစ်ခုအဖြစ် ပေါင်းစပ်နိုင်မည်ဟု မျှော်လင့်ရသည်။ Nano-surface plasmonics သည် သတ္တုနာနိုဖွဲ့စည်းပုံများတွင် အလင်းနှင့် အရာဝတ္ထုများကြား အပြန်အလှန်အကျိုးသက်ရောက်မှုကို အဓိကအားဖြင့် လေ့လာသော မိုက်ခရိုနာနိုဖိုနစ် နယ်ပယ်သစ်တစ်ခုဖြစ်သည်။ ၎င်းတွင် သေးငယ်သော အရွယ်အစား၊ မြန်နှုန်းမြင့်ပြီး ရိုးရာ diffraction ကန့်သတ်ချက်ကို ကျော်လွှားနိုင်သည့် လက္ခဏာများရှိသည်။ ကောင်းသော ဒေသဆိုင်ရာ နယ်ပယ်ကို မြှင့်တင်ခြင်းနှင့် ပဲ့တင်ထပ်ခြင်း စစ်ထုတ်ခြင်းဆိုင်ရာ လက္ခဏာများ ပါရှိသည့် နာနိုပလာစမာ-လှိုင်းလမ်းညွှန်ဖွဲ့စည်းပုံသည် နာနို-စစ်ထုတ်ခြင်း၊ လှိုင်းအလျား ပိုင်းခြားခြင်း multiplexer၊ optical switch၊ လေဆာနှင့် အခြား မိုက်ခရိုနာနို အလင်းပြန်ကိရိယာများ၏ အခြေခံဖြစ်သည်။ Optical microcavities များသည် သေးငယ်သော ဒေသများတွင် အလင်းကို ချုပ်နှောင်ထားပြီး အလင်းနှင့် အရာဝတ္ထုများကြား အပြန်အလှန် ဆက်သွယ်မှုကို အားကောင်းစေသည်။ ထို့ကြောင့်၊ အရည်အသွေးမြင့်မားသောအချက်ပါရှိသော optical microcavity သည် မြင့်မားသော sensitivity အာရုံခံခြင်းနှင့် ထောက်လှမ်းခြင်းအတွက် အရေးကြီးသောနည်းလမ်းတစ်ခုဖြစ်သည်။

WGM microcavity

မကြာသေးမီနှစ်များအတွင်း၊ optical microcavity သည် ၎င်း၏ကြီးမားသောအသုံးချမှုအလားအလာနှင့် သိပ္ပံနည်းကျအရေးပါမှုတို့ကြောင့် များစွာအာရုံစိုက်လာခဲ့သည်။ optical microcavity တွင် အဓိကအားဖြင့် microsphere၊ microcolumn၊ microring နှင့် အခြားသော geometries များပါဝင်သည်။ ၎င်းသည် morphologic မှီခို optical resonator တစ်မျိုးဖြစ်သည်။ microcavities ရှိ အလင်းလှိုင်းများကို microcavity interface တွင် အပြည့်အဝထင်ဟပ်စေပြီး၊ တီးတိုးပြခန်းမုဒ် (WGM) ဟုခေါ်သော ပဲ့တင်ထပ်မုဒ်ကို ဖြစ်ပေါ်စေသည်။ အခြားသော optical resonators များနှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါက၊ microresonator များသည် မြင့်မားသော Q တန်ဖိုး (106 ထက်များသော)၊ အနိမ့်မုဒ် ထုထည်၊ သေးငယ်သော အရွယ်အစားနှင့် ပေါင်းစပ်ရလွယ်ကူခြင်း စသည်ဖြင့်၊ အာရုံခံနိုင်စွမ်း မြင့်မားသော ဇီဝဓာတုအာရုံခံခြင်း၊ အလွန်နိမ့်သော အဆင့်လေဆာနှင့်၊ nonlinear လုပ်ဆောင်ချက်။ ကျွန်ုပ်တို့၏ သုတေသနရည်မှန်းချက်မှာ မတူညီသောဖွဲ့စည်းပုံများနှင့် သေးငယ်သောအပေါက်များ၏ ကွဲပြားသောပုံစံများ၏ ဝိသေသလက္ခဏာများကို ရှာဖွေလေ့လာရန်နှင့် အဆိုပါဝိသေသလက္ခဏာအသစ်များကို အသုံးချရန်ဖြစ်သည်။ အဓိက သုတေသန လမ်းညွှန်ချက်များ ပါဝင်သည်- WGM microcavity ၏ opticalဝိသေသလက္ခဏာများ သုတေသန၊ microcavity ၏ ဖန်တီးမှု သုတေသန၊ microcavity ၏ အသုံးချ သုတေသန စသည်တို့ ဖြစ်သည်။

WGM microcavity ဇီဝဓာတုအာရုံခံခြင်း။

စမ်းသပ်မှုတွင်၊ အဆင့်လေးဆင့်မြင့်သည့် WGM မုဒ် M1(ပုံ။ 1(a)) ကို အာရုံခံတိုင်းတာခြင်းအတွက် အသုံးပြုခဲ့သည်။ မှာယူမှုနည်းသောမုဒ်နှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါက၊ မှာယူမှုအဆင့်မြင့်မုဒ်၏ အာရုံခံနိုင်စွမ်းမှာ အလွန်တိုးတက်လာသည် (ပုံ။ 1(ခ))။

ပုံ 1. ပဲ့တင်ရိုက်ခတ်မှုမုဒ် (က) မိုက်ခရိုကာပီလာအပေါက်၏ ဆက်စပ်အလင်းယိုင်မှုအညွှန်းကိန်း အာရုံခံနိုင်စွမ်း (ခ)၊

မြင့်မားသော Q တန်ဖိုးဖြင့် ချိန်ညှိနိုင်သော optical filter

ပထမဦးစွာ၊ လှိုင်းအလျားကို ဖြည်းညှင်းစွာပြောင်းလဲနေသော ဆလင်ဒါအမြှေးပါးကို ဆွဲထုတ်လိုက်ပြီး၊ ထို့နောက် လှိုင်းအလျားညှိခြင်းအား ပုံသဏ္ဍာန်အရွယ်အစား၏နိယာမအရ ပဲ့တင်ထပ်နေသော လှိုင်းအလျား (ပုံ 2 (က)) မှစ၍ ပုံသဏ္ဍာန်အရွယ်အစား၏နိယာမအပေါ်အခြေခံ၍ အချိတ်အဆက်တည်နေရာကို စက်ပိုင်းဆိုင်ရာ ရွေ့လျားခြင်းဖြင့် အောင်မြင်နိုင်သည်။ ချိန်ညှိနိုင်သော စွမ်းဆောင်ရည်နှင့် စစ်ထုတ်ခြင်း လှိုင်းနှုန်းကို ပုံ 2 (ခ) နှင့် (ဂ) တွင် ပြထားသည်။ ထို့အပြင်၊ စက်သည် နာနိုမီတာခွဲ တိကျမှုဖြင့် optical displacement sensing ကို သိရှိနိုင်သည်။

ပုံ 2. tunable optical filter ၏ schematic diagram (a)၊ tunable performance (b) နှင့် filter bandwidth (c)

WGM microfluidic drop resonator

မျက်နှာပြင်တင်းမာမှု၏ဝိသေသလက္ခဏာများကြောင့်၊ အချင်းဆယ်ဂဏန်း သို့မဟုတ် ရာနှင့်ချီသော microns များအတွက်၊ အထူးသဖြင့် ဆီအတွင်းရှိအမှုန်အမွှားများအတွက်၊ ဆီထဲတွင် ဆိုင်းငံ့ထားမည်ဖြစ်ပြီး၊ ပြီးပြည့်စုံသော စက်လုံး အလင်းယိုင်အညွှန်းကိန်းကို ပိုမိုကောင်းမွန်အောင်ပြုလုပ်ခြင်းဖြင့်၊ အစက်ကိုယ်တိုင်က 108 ထက်ပိုသော အရည်အသွေးအချက်အလတ်ရှိသော စက်လုံးပုံပြန်ပြစက်တစ်ခုဖြစ်သည်။ ၎င်းသည် ဆီထဲတွင် အငွေ့ပျံခြင်းပြဿနာကိုလည်း ရှောင်ရှားသည်။ အတော်လေးကြီးမားသောအမှုန်အမွှားများအတွက်၊ သိပ်သည်းဆကွာခြားမှုများကြောင့် အပေါ် သို့မဟုတ် အောက်ဘက်နံရံများပေါ်တွင် "ထိုင်" လိမ့်မည်။ ဤစက်စက်အမျိုးအစားသည် ဘေးတိုက်လှုံ့ဆော်မှုမုဒ်ကိုသာ အသုံးပြုနိုင်သည်။