Tim peneliti gabungan dari Harvard Medical School (HMS) dan MIT General Hospital mengatakan mereka telah berhasil menyesuaikan keluaran laser mikrodisk menggunakan metode etsa PEC, sehingga menjadikannya sumber baru untuk nanofotonik dan biomedis yang “menjanjikan.”
(Output laser mikrodisk dapat disesuaikan dengan metode etsa PEC)
Di bidangnanofotonikdan biomedis, mikrodisksinar laserdan laser nanodisk telah menjadi menjanjikansumber cahayadan probe. Dalam beberapa aplikasi seperti komunikasi fotonik pada chip, bioimaging pada chip, penginderaan biokimia, dan pemrosesan informasi foton kuantum, mereka perlu mencapai keluaran laser dalam menentukan panjang gelombang dan akurasi pita ultra-sempit. Namun, tetap menjadi tantangan untuk memproduksi laser mikrodisk dan nanodisk dengan panjang gelombang yang tepat ini dalam skala besar. Proses nanofabrikasi saat ini memperkenalkan keacakan diameter cakram, yang membuatnya sulit untuk mendapatkan panjang gelombang yang ditetapkan dalam pemrosesan dan produksi massa laser. Sekarang, tim peneliti dari Harvard Medical School dan Pusat Wellman Rumah Sakit Umum MassachusettsKedokteran Optoelektroniktelah mengembangkan teknik etsa optokimia (PEC) inovatif yang membantu menyetel panjang gelombang laser mikrodisk secara tepat dengan akurasi subnanometer. Karya tersebut dipublikasikan dalam jurnal Advanced Photonics.
Etching fotokimia
Menurut laporan, metode baru tim ini memungkinkan pembuatan laser mikro-cakram dan susunan laser nanocakram dengan panjang gelombang emisi yang presisi dan telah ditentukan sebelumnya. Kunci dari terobosan ini adalah penggunaan etsa PEC, yang menyediakan cara yang efisien dan terukur untuk menyempurnakan panjang gelombang laser mikrocakram. Dalam hasil di atas, tim berhasil memperoleh mikrocakram fosfat indium galium arsenida yang dilapisi silika pada struktur kolom indium fosfida. Mereka kemudian menyetel panjang gelombang laser mikrocakram 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 memindahkan susunan mikrodisk yang panjang gelombangnya disetel ke substrat polidimetilsiloksan untuk menghasilkan partikel laser yang terisolasi dan independen dengan panjang gelombang laser yang berbeda. Mikrodisk yang dihasilkan menunjukkan lebar pita 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 yang berdiri sendiri dapat berfungsi sebagai kode batang fisiko-optik untuk sampel biologis heterogen, yang memungkinkan pelabelan jenis sel tertentu dan penargetan molekul tertentu dalam analisis multipleks. Pelabelan khusus jenis sel saat ini dilakukan dengan menggunakan biomarker konvensional, seperti fluorofor organik, titik kuantum, dan manik-manik fluoresen, yang memiliki lebar garis emisi yang lebar. Dengan demikian, hanya beberapa jenis sel tertentu yang dapat diberi label pada saat yang sama. Sebaliknya, emisi cahaya pita ultra-sempit dari laser mikrodisk akan dapat mengidentifikasi lebih banyak jenis sel pada saat yang sama.
Tim menguji dan berhasil menunjukkan partikel laser mikrodisk yang disetel secara tepat 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, flow cytometry, dan analisis multiomik. Teknologi yang didasarkan pada etsa PEC 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 tertentu dan molekul analitis.
Waktu posting: 29-Jan-2024