يقترح الفريق الأمريكي طريقة جديدة لضبط الليزر الدقيق

يقول فريق بحث مشترك من كلية الطب بجامعة هارفارد (HMS) ومستشفى معهد ماساتشوستس للتكن

(يمكن ضبط إخراج ليزر microdisk بواسطة طريقة حفر PEC)

في حقولنانوفوتونيكوالطيد الحيوي ، microdiskالليزروأصبحت ليزر النانوديسك واعدةمصادر الضوءوالتحقيقات. في العديد من التطبيقات مثل الاتصالات الضوئية على الرقاقة ، التصوير الحيوي على الرقاقة ، والاستشعار الكيميائي الحيوي ، ومعالجة معلومات الفوتون الكمومي ، فإنهم بحاجة إلى تحقيق إخراج الليزر في تحديد الطول الموجي ودقة النطاق الفائق. ومع ذلك ، لا يزال من الصعب تصنيع ليزر microdisk و nanodisk من هذا الطول الموجي الدقيق على نطاق واسع. تقدم عمليات التصنيع النانوي الحالي العشوائية لقطر القرص ، مما يجعل من الصعب الحصول على طول موجي محدد في معالجة وإنتاج الكتلة بالليزر.الطب الضوئيطورت تقنية حفر كيميائية بصرية مبتكرة (PEC) التي تساعد على ضبط الطول الموجي بالليزر بدقة لليزر الدقيق مع دقة Subnanometer. تم نشر العمل في مجلة Advanced Photonics.

الحفر الكيميائي الضوئي
وفقًا للتقارير ، تتيح الطريقة الجديدة للفريق تصنيع الليزر الميكروغرام والليزر النانوي مع أطوال موجية انبعاث دقيقة ومحددة مسبقًا. مفتاح هذا الاختراق هو استخدام نقش PEC ، والذي يوفر طريقة فعالة وقابلة للتطوير لضبط الطول الموجي لليزر microdisc. في النتائج المذكورة أعلاه ، نجح الفريق في الحصول على ميكرودات فوستينيد غاليوم الإنديوم المغطاة بالسيليكا على بنية عمود فوسفيد الإنديوم. ثم قاموا بضبط الطول الموجي الليزري لهذه الميكرودات على وجه التحديد لقيمة محددة عن طريق إجراء الحفر الكيميائي الضوئي في محلول مخفف من حمض الكبريتيك.
كما قاموا بالتحقيق في آليات وديناميات الحفر المحدد للكيمياء الضوئية (PEC). أخيرًا ، قاموا بنقل صفيف الميكروسيك الذي تم ضبطه على الطول الموجي على ركيزة من مادة البولي ميثيل سيلوكسان لإنتاج جزيئات ليزر مستقلة معزولة ذات أطوال موجية ليزر مختلفة. تُظهر الدقيقة الناتجة النطاق الترددي النطاق الترددي لانبعاثات الليزر ، معالليزرعلى العمود أقل من 0.6 نانومتر والجسيم المعزول أقل من 1.5 نانومتر.

فتح الباب للتطبيقات الطبية الحيوية
هذه النتيجة تفتح الباب أمام العديد من التطبيقات الطبية النانوية الجديدة. على سبيل المثال ، يمكن أن تكون أشعة الليزر الدقيقة المستقلة بمثابة بروميزات الفيزيائية البصرية للعينات البيولوجية غير المتجانسة ، مما يتيح وضع العلامات على أنواع محددة للخلايا واستهداف الجزيئات المحددة في التحليل المتعدد. وبالتالي ، يمكن تصنيف عدد قليل من أنواع الخلايا المحددة فقط في نفس الوقت. على النقيض من ذلك ، فإن انبعاث ضوء النطاق الفائق النطاق من ليزر microdisk سيكون قادرًا على تحديد المزيد من أنواع الخلايا في نفس الوقت.
قام الفريق باختبار وجزيئات ليزر microdisk المضبوطة بدقة كعلامات حيوية ، باستخدامها لتسمية الخلايا الظهارية الطبيعية للثدي MCF10A. مع انبعاثات النطاق العريض للغاية ، يمكن أن تحدث هذه الليزر ثورة في الاستشعار الحيوي ، باستخدام التقنيات الطبية الحيوية والبصرية المثبتة مثل التصوير الديناميكي الخلوي ، والتدفق الخلوي ، وتحليل متعدد الأطراف. إن التكنولوجيا القائمة على نقش PEC تمثل تقدمًا كبيرًا في الليزر الدقيق. تفتح قابلية توسيع نطاق هذه الطريقة ، بالإضافة إلى دقة subnanometer ، إمكانيات جديدة لتطبيقات عدد لا يحصى من الليزر في أجهزة النانوفوتونية والأجهزة الطبية الحيوية ، وكذلك الباركود لتجهيزات خلايا محددة وجزيئات تحليلية.