IWAM2013 تاكومي كاتو، ريوسوكي سايتو

الأبحاث

تقرير المشاركة في ورشة العمل الدولية حول التجاويف الدقيقة غير المتماثلة وتطبيقاتها (IWAM).

مختبر تانابي: تاكومي كاتو، ريوسوكي سايتو

2 أغسطس - 5 أغسطس 2013

في FiO2013 (Frontier in Optics) الذي أقيم في أورلاندو، فلوريدا في الفترة من 6 إلى 10 أكتوبر.
لقد قدمت عرضًا للملصقات واستمعت إلى العديد من العروض البحثية، لذا أود أن أكتب تقريرًا عنها.

【 ملخص 】

IWAM هي مجموعة بحثية متخصصة تجمع الأبحاث في المجالات المحيطة بالرنانات الضوئية الدقيقة بناءً على طلب مجموعة شياو في جامعة بكين. بالإضافة إلى العروض التقديمية عالية الجودة من جامعة بكين، تم أيضًا جمع أبحاث ممتازة ذات صلة من مناطق أخرى في الصين، وفي فترة قصيرة مدتها يومين، تمكنا من حضور ومناقشة أكثر من 10 محاضرات. بالإضافة إلى عروض الطلاب، تميز المؤتمر أيضًا بمشاركة شخصيات بارزة في هذا المجال، مثل المحاضرة الرئيسية التي ألقاها البروفيسور ف. فولمر حول الاستشعار الرنان البصري الدقيق ومحاضرة البروفيسور تشون هوا دونغ حول الميكانيكا البصرية. على الرغم من أن البروفيسور شياو يبدو أنه شجع المنظمة، إلا أن الإدارة كانت تتمحور حول طلاب الدكتوراه Xue-Feng jiang وBei-Bei Li. لقد كنت محظوظًا جدًا لأنني تمكنت من المشاركة في مبادرة متقدمة قام فيها الطلاب بعقد مجموعات دراسية بشكل نشط. في المستقبل، إذا كانت هناك فرصة، أشعر أنه سيكون أمرًا رائعًا أن يتمكن مختبر تانابي من عقد جلسة بحثية يقودها الطلاب ودعوة الطلاب والأساتذة من الجامعات الأخرى والجامعات الأجنبية. ونظرًا لأن عرضهم التقديمي كان له بعض التشابه مع البحث الذي يتم إجراؤه في جامعة بكين في مجالات التجاويف المشوهة والاستشعار، فقد تلقوا أسئلة نشطة خلال الجلسة.

تاكومي كاتو، ريوسوكي سايتو

[مسح اتجاهات البحث]

・الاستشعار الحيوي باستخدام التجاويف الدقيقة الضوئية، ف. فولمر
إن الاستشعار باستخدام الرنانات الضوئية الدقيقة على وشك الانتقال من مرحلة قياس الجسيمات المفردة إلى المرحلة التالية. لقياس جسيم واحد، "ضع طبقة معدنية (غلاف أساسي) على مرنان WGM لزيادة الحساسية" أو "ضع قطعة معدنية بالقرب من مرنان WGM لتسبب رنين البلازمون محليًا في زيادة الحساسية." باستخدام أساليب "تعزيز البلازمون" مثل "تعزيز البلازمون"، تم الوصول إلى عتبة منخفضة إلى حد ما. ويعتقد أيضًا أن استخدام اقتران المنشور بدلاً من الألياف المدببة أدى إلى تحسين جودة واستقرار هذا الاستشعار. والخطوة التالية هي "تقنية النانو للحمض النووي"، والتي يمكنها اكتشاف التفاعلات بين الحمض النووي. من خلال الاستفادة من الارتباط القوي لمجموعات مثل AT GC، من الممكن طلاء الكرات المجهرية بحمض نووي مفرد الجديلة مسبقًا وقياس التغير في طيف الرنين عندما يتم ربط الحمض النووي المحكم بإحكام، كما يبدو.
المرجع: F. Vollmer et al.، "الكشف بدون ملصقات باستخدام تجاويف دقيقة عالية الجودة: مراجعة لآليات الاستشعار الحيوي للأجهزة المتكاملة،" Nanophotonics 1, 267(2012)

・التجاويف الدقيقة المركبة وتطبيقاتها في الاستشعار الحراري وليزر رامان، باي باي لي، جامعة بكين.
عند التسخين، يزداد معامل انكسار حلقي السيليكا بسبب التأثير الحراري البصري. عندما ترتفع درجة الحرارة بمقدار 1 درجة مئوية، يتغير معامل الانكسار بمقدار . من خلال طلاء حلقي السيليكا بمادة PMDS، يمكن تغيير المعامل الحراري البصري ويمكن تصميم معامل الانكسار ليكون أكثر حساسية للحرارة، مما يجعل من الممكن استخدامه للاستشعار الحراري. طريقة طلاء PMDS بسيطة للغاية ويتم إكمال الطلاء عن طريق وضع قطرات الماء على الألياف المدببة وتقريبها من الحلقة الحلقية. نظرًا لاختلاف الاهتزازات الجزيئية للسيليكا وPMDS، فقد لوحظت انبعاثات رامان مختلفة. يبدو أن هناك درجة.
المرجع: Bei-Bei Li et al.، "ليزر رامان منخفض العتبة من تجويف صغير مطلي بالبوليمر عالي الجودة،" Opt 38, 1802(2013).

・الكشف عن الجسيمات النانوية المفردة والفيروسات البطيئة باستخدام توسيع رنين التجاويف الدقيقة، لينبو شاو، بكين
تم الكشف عن الجسيمات النانوية باستخدام حلقي السيليكا المطلي بـ PDMS. تقليديًا، كانت الطريقة السائدة هي قياس مقدار التحول في طول موجة الرنين (تحول الطول الموجي) أو مقدار التغير في تقسيم الوضع (تقسيم الوضع)، ولكن العيب هو أنه يولد الكثير من الضوضاء، وكان من الصعب قياسه. قياس القيمة باستخدام قيمة ثابتة مع مرور الوقت كان من الصعب إظهار ولذلك، فإننا نحاول قياس التغير في قيمة Q (توسيع الوضع) بسبب التصاق الجزيئات الدقيقة. هذه الطريقة قوية للغاية ضد مرور الوقت. يبدو أن هناك درجة.

・تحويل الطول الموجي البصري عبر الوضع المظلم الميكانيكي البصري، Chunfua Dong
من المعروف أن OMIT يتم ملاحظته بسبب الاقتران القوي بين الرنين البصري ورنين الاهتزاز الميكانيكي. يتم تصنيف الاهتزازات الميكانيكية التي تسبب OMIT على أنها وضع ساطع. هذا هو الاهتزاز الناجم مباشرة عن الضوء. في المقابل، لا يتسبب الاهتزاز الميكانيكي في الوضع الداكن في حدوث OMIT. وبما أنه لا يقترن مباشرة بالضوء، فإنه يتمتع بميزة القدرة على تخزين المعلومات بشكل أكثر استقرارًا. أجريت هذه التجارب باستخدام كريات السيليكا الدقيقة. لقد وصلنا إلى النقطة التي نتنافس فيها مع مجموعة الرسام من خلال إظهار إمكانية إجراء تحويل الطول الموجي. يبدو أن هذه الدراسة قد تم نشرها بالتعاون مع مجلة Painter’s Nat.
المرجع: تشون هوا دونغ وآخرون، "الوضع المظلم البصري الميكانيكي"، العلوم 338، 1609 (2012)

・التبريد التبديدي الديناميكي للمرنان الميكانيكي في الميكانيكا الضوئية ذات الاقتران القوي، Youg-Chun Liu، بكين
التبريد بالليزر باستخدام الاهتزاز الميكانيكي لمرنان حلقي السيليكا. التبريد بالليزر للمرنان البصري المجهري (يتم تشعيع A فقط في الشكل) له حد درجة حرارة مرتفع بسبب التفاعل العكسي وتسخين المبادلة. لذلك، من خلال إدخال ليزر إضافي يحفز التبريد (E في الشكل)، من الممكن خفض حد التبريد ديناميكيًا بعدة أوامر من حيث الحجم.
المرجع: يونغ تشون ليو وآخرون، "التبريد الديناميكي للمرنان الميكانيكي في الميكانيكا البصرية ذات الاقتران القوي"، القس ليت. 110، 153606 (2013)

・مقبض ضبط التشتت لمزج التذبذبات البارامترية بأربعة موجات استنادًا إلى مرنانات الفقاعات الدقيقة، Ming Li
يتم تصنيع هيكل الزجاجة باستخدام الشعيرات الدموية السيليكا. ولذلك، فهو مرنان بصري صغير ذو هيكل مجوف. ويمكن التحكم في التشتت عن طريق تغيير سمك وشكل جزء السيليكا، وقد تم تحقيق ذلك. علاوة على ذلك، ذكر أنه من الممكن إجراء مزيد من المراقبة عن طريق استبدال المادة الموجودة في البنية المجوفة بغاز أو سائل. على الرغم من أنه تم إنشاء FWM فعليًا، إلا أنه لم يتم تحقيق مشط بصري بمثل هذا النطاق العريض.
قيل لي أنه عند استخدام ليزر ns، يحدث تشتت FWM وRaman حتى عند قيم Q منخفضة نسبيًا.
المرجع: Ming Li et al.، "تذبذبات كير البارامترية وتوليد مشط التردد من رنانات فقاعات السيليكا الدقيقة المعوضة للتشتت،" Optics Express 21, 16908(2013)

・الميكروتورويدات المشوهة فائقة الجودة وتطبيقاتها، Xue-Feng Jiang، Peking
عندما يتم إعطاء حلقي السيليكا سلالة مناسبة، يصبح فقدان الإشعاع اتجاهيًا. باستخدام هذا، يتم تحقيق اقتران المساحة الحرة. وفقا لهم، إذا كان التشوه أقل من أو يساوي 15%، يتم الحفاظ عليه. لقد سمعت في مكان ما أن قيمة Q للشكل البيضاوي أقل، لذلك فوجئت بأنه تم الحفاظ عليها إلى حد ما. يتم إنتاج حلقي السيليكا على خطوتين: يتم حلقه باستخدام XeF2، وتحويله إلى حلقي عن طريق إعادة التدفق بالليزر، ثم يتم حلقه مرة أخرى باستخدام XeF2. يحدث التشويه بسبب أنماط الطباعة الحجرية الضوئية. في الأساس، هذا هو البحث في مجال الاستشعار. وذلك لأن اقتران المساحة الحرة بسيط ومستقر، ولكن كفاءته ليست عالية.
هذه الدراسة لها بنية غير متماثلة وترتبط بشكل كبير بالفوضى. تمت مناقشة أيضًا أن طول موجة الرنين يتغير بسبب الاقتران مع الفوضى، لكنني لم أستطع فهم ذلك جيدًا.
المرجع: Xue-Feng Jiang et al.، "الانبعاث أحادي الاتجاه للغاية والليزر ذو العتبة المنخفضة جدًا من التجاويف الدقيقة فائقة الجودة على الرقاقة"، Adv Mater 24، (2012).

・ تجاويف دقيقة ضوئية عالية الجودة على الرقاقة تم تصنيعها بواسطة المعالجة بالليزر بالفيمتو ثانية، جينتيان لين
يؤدي التشعيع بليزر الفيمتو ثانية إلى تعديل الخواص الفيزيائية للسيليكا، مما يزيد من معدل النقش مقارنة بالحفر عالي التردد. باستخدام هذا لإنشاء شكل قرص السيليكا وإعادة تدفقه، يمكن إنشاء حلقي السيليكا. تتميز هذه الطريقة بالقدرة على إنشاء هياكل ثلاثية الأبعاد وتوسيع نطاق المواد. تم أيضًا تصنيع هيكل حلقي باستخدام Nd: glass، كما تم قياس الليزر أيضًا. لا يبدو أن فريق البحث هذا يتمتع ببيئة قياس جيدة، لذلك يُعتقد أن القيمة الفعلية أعلى.
المرجع: Jintian Lin et al.، "تجويفات دقيقة ثلاثية الأبعاد عالية الجودة على الرقاقة ملفقة بواسطة الكتابة المباشرة بالليزر الفيمتو ثانية،" Optics Express 20, 10212(2012)