Tim peneliti gabungan dari Harvard Medical School (HMS) dan Rumah Sakit Umum MIT mengatakan mereka telah berhasil menyesuaikan keluaran laser mikrodisk menggunakan metode etsa PEC, menjadikan sumber baru untuk nanofotonik dan biomedis "menjanjikan".
(Output laser mikrodisk dapat disesuaikan 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 sulit untuk memproduksi laser mikrodisk dan nanodisk dengan panjang gelombang presisi ini dalam skala besar. Proses nanofabrikasi saat ini menghasilkan keacakan diameter cakram, yang menyulitkan untuk mendapatkan panjang gelombang yang ditentukan dalam pemrosesan dan produksi massa laser. Kini, tim peneliti dari Harvard Medical School dan Wellman Center forKedokteran Optoelektroniktelah mengembangkan teknik etsa optokimia (PEC) inovatif yang membantu menyetel panjang gelombang laser mikrodisk secara presisi dengan akurasi subnanometer. Karya ini dipublikasikan di jurnal Advanced Photonics.
Etsa fotokimia
Menurut laporan, metode baru tim ini memungkinkan pembuatan laser mikro-cakram dan susunan laser nano-cakram dengan panjang gelombang emisi yang presisi dan telah ditentukan sebelumnya. Kunci terobosan ini adalah penggunaan etsa PEC, yang menyediakan cara yang efisien dan terukur untuk menyempurnakan panjang gelombang laser mikro-cakram. Dalam hasil di atas, tim berhasil memperoleh mikro-cakram fosfat indium galium arsenida yang dilapisi silika pada struktur kolom indium fosfida. Mereka kemudian menyetel panjang gelombang laser mikro-cakram ini secara presisi ke nilai yang ditentukan dengan melakukan etsa fotokimia dalam larutan asam sulfat encer.
Mereka juga menyelidiki mekanisme dan dinamika etsa fotokimia spesifik (PEC). Terakhir, mereka memindahkan susunan mikrodisk yang telah disesuaikan panjang gelombangnya ke substrat polidimetilsiloksan untuk menghasilkan partikel laser yang independen dan terisolasi dengan panjang gelombang laser yang berbeda. Mikrodisk yang dihasilkan menunjukkan bandwidth emisi laser yang sangat lebar, denganlaserpada kolom kurang dari 0,6 nm dan partikel terisolasi kurang dari 1,5 nm.
Membuka pintu untuk aplikasi biomedis
Hasil ini membuka pintu bagi banyak aplikasi nanofotonik dan biomedis baru. Misalnya, laser mikrodisk mandiri dapat berfungsi sebagai kode batang fisiko-optik untuk sampel biologis heterogen, memungkinkan pelabelan jenis sel spesifik dan penargetan molekul spesifik dalam analisis multipleks. Pelabelan spesifik jenis sel saat ini dilakukan menggunakan biomarker konvensional, seperti fluorofor organik, titik kuantum, dan manik fluoresen, yang memiliki lebar garis emisi lebar. Dengan demikian, hanya beberapa jenis sel spesifik 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 menguji dan berhasil mendemonstrasikan partikel laser mikrodisk yang disetel secara presisi sebagai biomarker, menggunakannya untuk memberi label pada sel epitel payudara normal yang dikultur MCF10A. Dengan emisi pita lebarnya, laser ini berpotensi merevolusi biosensing, menggunakan teknik biomedis dan optik yang telah terbukti seperti pencitraan sitodinamik, sitometri aliran, dan analisis multi-omik. Teknologi berbasis etsa PEC ini menandai kemajuan besar dalam laser mikrodisk. Skalabilitas metode ini, serta presisi subnanometernya, membuka kemungkinan baru untuk aplikasi laser yang tak terhitung jumlahnya dalam nanofotonik dan perangkat biomedis, serta kode batang untuk populasi sel spesifik dan molekul analitis.
Waktu posting: 29-Jan-2024