Sebuah tim peneliti gabungan dari Harvard Medical School (HMS) dan MIT General Hospital mengatakan mereka telah mencapai penyesuaian keluaran laser mikrodisk menggunakan metode etsa PEC, sehingga menjadikan sumber baru untuk nanofotonik dan biomedis “menjanjikan.”
(Output laser mikrodisk dapat diatur dengan metode etsa PEC)
Di bidangnanofotonikdan biomedis, mikrodisklaserdan laser nanodisk telah menjadi menjanjikansumber cahayadan probe. Dalam beberapa aplikasi seperti komunikasi fotonik on-chip, bioimaging on-chip, penginderaan biokimia, dan pemrosesan informasi foton kuantum, mereka perlu mencapai keluaran laser dalam menentukan panjang gelombang dan akurasi pita ultra-sempit. Namun, masih merupakan tantangan untuk memproduksi laser mikrodisk dan nanodisk dengan panjang gelombang tepat ini dalam skala besar. Proses fabrikasi nano saat ini memperkenalkan keacakan diameter cakram, yang membuatnya sulit untuk mendapatkan panjang gelombang tertentu dalam pemrosesan dan produksi massal laser. Kini, tim peneliti dari Harvard Medical School dan Wellman Center di Rumah Sakit Umum MassachusettsKedokteran Optoelektroniktelah mengembangkan teknik etsa optokimia (PEC) inovatif yang membantu menyetel panjang gelombang laser laser mikrodisk secara tepat dengan akurasi subnanometer. Karya ini dipublikasikan di jurnal Advanced Photonics.
Etsa fotokimia
Menurut laporan, metode baru tim ini memungkinkan pembuatan laser mikro-disk dan susunan laser nanodisk dengan panjang gelombang emisi yang tepat dan telah ditentukan sebelumnya. Kunci dari terobosan ini adalah penggunaan etsa PEC, yang menyediakan cara yang efisien dan terukur untuk menyempurnakan panjang gelombang laser mikrodisc. Pada hasil di atas, tim berhasil memperoleh mikrodisk fosfat indium Gallium arsenida yang dilapisi silika pada struktur kolom indium fosfida. Mereka kemudian menyetel panjang gelombang laser dari mikrodisk ini secara tepat ke nilai yang ditentukan dengan melakukan etsa fotokimia dalam larutan asam sulfat encer.
Mereka juga menyelidiki mekanisme dan dinamika etsa fotokimia spesifik (PEC). Akhirnya, mereka mentransfer susunan mikrodisk yang disesuaikan dengan panjang gelombang ke substrat polidimetilsiloksan untuk menghasilkan partikel laser independen dan terisolasi dengan panjang gelombang laser berbeda. Microdisk yang dihasilkan menunjukkan bandwidth emisi laser ultra-wideband, denganlaserpada kolom kurang dari 0,6 nm dan partikel terisolasi kurang dari 1,5 nm.
Membuka pintu ke aplikasi biomedis
Hasil ini membuka pintu bagi banyak aplikasi nanofotonik dan biomedis baru. Misalnya, laser mikrodisk yang berdiri sendiri dapat berfungsi sebagai kode batang fisik-optik untuk sampel biologis yang heterogen, sehingga memungkinkan pelabelan tipe sel tertentu dan penargetan molekul spesifik dalam analisis multipleks. Pelabelan spesifik tipe sel saat ini dilakukan menggunakan biomarker konvensional, seperti seperti fluorofor organik, titik kuantum, dan manik-manik fluoresen, yang memiliki lebar garis emisi lebar. Jadi, hanya beberapa tipe sel tertentu yang dapat diberi label pada saat yang bersamaan. Sebaliknya, emisi cahaya pita ultra-sempit dari laser mikrodisk akan mampu mengidentifikasi lebih banyak jenis sel pada saat yang bersamaan.
Tim tersebut menguji dan berhasil mendemonstrasikan partikel laser mikrodisk yang disetel secara tepat sebagai biomarker, menggunakannya untuk memberi label pada sel epitel payudara normal MCF10A yang dikultur. Dengan emisi pita lebar ultranya, laser ini berpotensi merevolusi biosensing, menggunakan teknik biomedis dan optik yang telah terbukti seperti pencitraan sitodinamik, sitometri aliran, dan analisis multi-omik. Teknologi berdasarkan etsa PEC menandai kemajuan besar dalam laser mikrodisk. Skalabilitas metode ini, serta presisi subnanometernya, membuka kemungkinan baru untuk penerapan laser yang tak terhitung jumlahnya dalam perangkat nanofotonik dan biomedis, serta kode batang untuk populasi sel tertentu dan molekul analitik.
Waktu posting: 29 Januari 2024