Sebuah tim Amerika mengusulkan metode baru untuk menyetel laser mikrodisk.

Sebuah tim peneliti gabungan dari Harvard Medical School (HMS) dan MIT General Hospital mengatakan bahwa mereka telah berhasil menyetel keluaran laser mikrodisk menggunakan metode etsa PEC, menjadikan sumber baru untuk nanofotonik dan biomedis ini "menjanjikan."

(Output laser mikrodisk dapat disesuaikan dengan metode etsa PEC)

Di bidangnanofotonikdan biomedis, mikrodisklaserdan laser nanodisk telah menjadi menjanjikan.sumber 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 menjadi tantangan untuk memproduksi laser mikrodisk dan nanodisk dengan panjang gelombang yang tepat ini dalam skala besar. Proses nanofabrikasi saat ini memperkenalkan keacakan diameter disk, yang menyulitkan untuk mendapatkan panjang gelombang yang ditetapkan dalam pemrosesan dan produksi massal laser. Sekarang, sebuah tim peneliti dari Harvard Medical School dan Wellman Center di Massachusetts General Hospital untukKedokteran OptoelektronikTelah mengembangkan teknik etsa optokimia (PEC) inovatif yang membantu menyetel panjang gelombang laser mikrodisk secara tepat dengan akurasi subnanometer. Karya ini dipublikasikan dalam jurnal Advanced Photonics.

Pengukiran fotokimia
Menurut laporan, metode baru tim tersebut memungkinkan pembuatan laser mikro-disk dan susunan laser nano-disk 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 mikro-disk. Dalam hasil di atas, tim berhasil memperoleh mikro-disk fosfat indium galium arsenida yang dilapisi silika pada struktur kolom indium fosfida. Mereka kemudian menyetel panjang gelombang laser mikro-disk ini secara tepat ke nilai tertentu dengan melakukan etsa fotokimia dalam larutan asam sulfat encer.
Mereka juga menyelidiki mekanisme dan dinamika etsa fotokimia (PEC) spesifik. Terakhir, mereka mentransfer susunan mikrodisk yang disetel panjang gelombangnya ke substrat polidimetilsiloksan untuk menghasilkan partikel laser independen dan terisolasi dengan panjang gelombang laser yang berbeda. Mikrodisk yang dihasilkan menunjukkan bandwidth emisi laser ultra-lebar, denganlaserpada kolom kurang dari 0,6 nm dan partikel terisolasi kurang dari 1,5 nm.

Membuka pintu menuju aplikasi biomedis
Hasil ini membuka pintu bagi banyak aplikasi nanofotonik dan biomedis baru. Misalnya, laser mikrodisk mandiri dapat berfungsi sebagai barcode fisik-optik untuk sampel biologis heterogen, memungkinkan pelabelan jenis sel tertentu dan penargetan molekul spesifik dalam analisis multipleks. Pelabelan spesifik jenis sel saat ini dilakukan menggunakan biomarker konvensional, seperti fluorofor organik, titik kuantum, dan manik-manik fluoresen, yang memiliki lebar garis emisi yang luas. Dengan demikian, hanya beberapa jenis sel spesifik yang dapat dilabeli 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 presisi sebagai biomarker, menggunakannya untuk memberi label pada sel epitel payudara normal MCF10A yang dikultur. Dengan emisi ultra-lebar, 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 menandai kemajuan besar dalam laser mikrodisk. Skalabilitas metode ini, serta presisi subnanometernya, membuka kemungkinan baru untuk berbagai aplikasi laser dalam nanofotonik dan perangkat biomedis, serta barcode untuk populasi sel tertentu dan molekul analitik.