ಮೈಕ್ರೋ-ನ್ಯಾನೊ ಫೋಟೊನಿಕ್ಸ್ ಎಂದರೇನು?

ಮೈಕ್ರೋ-ನ್ಯಾನೊ ಫೋಟೊನಿಕ್ಸ್ ಮುಖ್ಯವಾಗಿ ಮೈಕ್ರೋ ಮತ್ತು ನ್ಯಾನೊ ಸ್ಕೇಲ್‌ನಲ್ಲಿ ಬೆಳಕು ಮತ್ತು ವಸ್ತುವಿನ ನಡುವಿನ ಪರಸ್ಪರ ಕ್ರಿಯೆಯ ನಿಯಮವನ್ನು ಮತ್ತು ಬೆಳಕಿನ ಉತ್ಪಾದನೆ, ಪ್ರಸರಣ, ನಿಯಂತ್ರಣ, ಪತ್ತೆ ಮತ್ತು ಸಂವೇದನೆಯಲ್ಲಿ ಅದರ ಅನ್ವಯವನ್ನು ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಮೈಕ್ರೋ-ನ್ಯಾನೊ ಫೋಟೊನಿಕ್ಸ್ ಉಪ-ತರಂಗಾಂತರ ಸಾಧನಗಳು ಫೋಟಾನ್ ಏಕೀಕರಣದ ಮಟ್ಟವನ್ನು ಪರಿಣಾಮಕಾರಿಯಾಗಿ ಸುಧಾರಿಸಬಹುದು, ಮತ್ತು ಫೋಟೊನಿಕ್ ಸಾಧನಗಳನ್ನು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ಚಿಪ್‌ಗಳಂತಹ ಸಣ್ಣ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಚಿಪ್‌ಗೆ ಸಂಯೋಜಿಸುವ ನಿರೀಕ್ಷೆಯಿದೆ. ನ್ಯಾನೊ-ಮೇಲ್ಮೈ ಪ್ಲಾಸ್ಮೋನಿಕ್ಸ್ ಮೈಕ್ರೋ-ನ್ಯಾನೊ ಫೋಟೊನಿಕ್ಸ್‌ನ ಹೊಸ ಕ್ಷೇತ್ರವಾಗಿದೆ, ಇದು ಮುಖ್ಯವಾಗಿ ಲೋಹದ ನ್ಯಾನೊಸ್ಟ್ರಕ್ಚರ್‌ಗಳಲ್ಲಿನ ಬೆಳಕು ಮತ್ತು ವಸ್ತುವಿನ ನಡುವಿನ ಪರಸ್ಪರ ಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಇದು ಸಣ್ಣ ಗಾತ್ರ, ಹೆಚ್ಚಿನ ವೇಗ ಮತ್ತು ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ವಿವರ್ತನೆಯ ಮಿತಿಯನ್ನು ಮೀರಿಸುವ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. ಉತ್ತಮ ಸ್ಥಳೀಯ ಕ್ಷೇತ್ರ ವರ್ಧನೆ ಮತ್ತು ಅನುರಣನ ಫಿಲ್ಟರಿಂಗ್ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ನ್ಯಾನೊಪ್ಲಾಸ್ಮಾ-ವೇವ್‌ಗೈಡ್ ರಚನೆಯು ನ್ಯಾನೊ-ಫಿಲ್ಟರ್, ತರಂಗಾಂತರ ವಿಭಾಗ ಮಲ್ಟಿಪ್ಲೆಕ್ಸರ್, ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಸ್ವಿಚ್, ಲೇಸರ್ ಮತ್ತು ಇತರ ಮೈಕ್ರೋ-ನ್ಯಾನೊ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಸಾಧನಗಳ ಆಧಾರವಾಗಿದೆ. ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಮೈಕ್ರೊಕಾವಿಟೀಸ್ ಬೆಳಕನ್ನು ಸಣ್ಣ ಪ್ರದೇಶಗಳಿಗೆ ಸೀಮಿತಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಬೆಳಕು ಮತ್ತು ವಸ್ತುವಿನ ನಡುವಿನ ಪರಸ್ಪರ ಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚು ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತದೆ. ಆದ್ದರಿಂದ, ಉತ್ತಮ ಗುಣಮಟ್ಟದ ಅಂಶವನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಮೈಕ್ರೊಕಾವಿಟಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ಸಂವೇದನೆ ಸಂವೇದನೆ ಮತ್ತು ಪತ್ತೆಹಚ್ಚುವಿಕೆಯ ಪ್ರಮುಖ ಮಾರ್ಗವಾಗಿದೆ.

ಡಬ್ಲ್ಯುಜಿಎಂ ಮೈಕ್ರೊಕಾವಿಟಿ

ಇತ್ತೀಚಿನ ವರ್ಷಗಳಲ್ಲಿ, ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಮೈಕ್ರೊಕಾವಿಟಿ ಅದರ ಉತ್ತಮ ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್ ಸಾಮರ್ಥ್ಯ ಮತ್ತು ವೈಜ್ಞಾನಿಕ ಮಹತ್ವದಿಂದಾಗಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ಗಮನವನ್ನು ಸೆಳೆಯಿತು. ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಮೈಕ್ರೊಕಾವಿಟಿ ಮುಖ್ಯವಾಗಿ ಮೈಕ್ರೋಸ್ಪಿಯರ್, ಮೈಕ್ರೊಕೋಲಮ್, ಮೈಕ್ರೊರಿಂಗ್ ಮತ್ತು ಇತರ ಜ್ಯಾಮಿತಿಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿದೆ. ಇದು ಒಂದು ರೀತಿಯ ರೂಪವಿಜ್ಞಾನದ ಅವಲಂಬಿತ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಅನುರಣಕವಾಗಿದೆ. ಮೈಕ್ರೊಕಾವಿಟಿಗಳಲ್ಲಿನ ಬೆಳಕಿನ ಅಲೆಗಳು ಮೈಕ್ರೊಕಾವಿಟಿ ಇಂಟರ್ಫೇಸ್‌ನಲ್ಲಿ ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ಪ್ರತಿಫಲಿಸುತ್ತದೆ, ಇದರ ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ ಪಿಸುಗುರಿಂಗ್ ಗ್ಯಾಲರಿ ಮೋಡ್ (ಡಬ್ಲ್ಯುಜಿಎಂ) ಎಂಬ ಅನುರಣನ ಮೋಡ್ ಉಂಟಾಗುತ್ತದೆ. ಇತರ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ರೆಸೊನೇಟರ್‌ಗಳೊಂದಿಗೆ ಹೋಲಿಸಿದರೆ, ಮೈಕ್ರೊರೆಸೊನೇಟರ್‌ಗಳು ಹೆಚ್ಚಿನ ಕ್ಯೂ ಮೌಲ್ಯದ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು (106 ಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚು), ಕಡಿಮೆ ಮೋಡ್ ಪರಿಮಾಣ, ಸಣ್ಣ ಗಾತ್ರ ಮತ್ತು ಸುಲಭವಾದ ಏಕೀಕರಣ ಇತ್ಯಾದಿಗಳ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ, ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ಸೂಕ್ಷ್ಮತೆಯ ಜೀವರಾಸಾಯನಿಕ ಸಂವೇದನೆ, ಅಲ್ಟ್ರಾ-ಲೋ ಥ್ರೆಶೋಲ್ಡ್ ಲೇಸರ್ ಮತ್ತು ರೇಖಾತ್ಮಕವಲ್ಲದ ಕ್ರಿಯೆಗೆ ಅನ್ವಯಿಸಲಾಗಿದೆ. ನಮ್ಮ ಸಂಶೋಧನಾ ಗುರಿ ವಿಭಿನ್ನ ರಚನೆಗಳು ಮತ್ತು ಮೈಕ್ರೊಕಾವಿಟಿಗಳ ವಿಭಿನ್ನ ರೂಪವಿಜ್ಞಾನದ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಕಂಡುಹಿಡಿಯುವುದು ಮತ್ತು ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡುವುದು ಮತ್ತು ಈ ಹೊಸ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಅನ್ವಯಿಸುವುದು. ಮುಖ್ಯ ಸಂಶೋಧನಾ ನಿರ್ದೇಶನಗಳು: ಡಬ್ಲ್ಯುಜಿಎಂ ಮೈಕ್ರೊಕಾವಿಟಿಯ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳ ಸಂಶೋಧನೆ, ಮೈಕ್ರೊಕಾವಿಟಿಯ ಫ್ಯಾಬ್ರಿಕೇಶನ್ ರಿಸರ್ಚ್, ಮೈಕ್ರೊಕಾವಿಟಿಯ ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್ ರಿಸರ್ಚ್, ಇತ್ಯಾದಿ.

ಡಬ್ಲ್ಯುಜಿಎಂ ಮೈಕ್ರೊಕಾವಿಟಿ ಜೀವರಾಸಾಯನಿಕ ಸಂವೇದನೆ

ಪ್ರಯೋಗದಲ್ಲಿ, ನಾಲ್ಕು-ಆದೇಶದ ಹೈ-ಆರ್ಡರ್ ಡಬ್ಲ್ಯುಜಿಎಂ ಮೋಡ್ ಎಂ 1 (ಚಿತ್ರ 1 (ಎ)) ಅನ್ನು ಮಾಪನವನ್ನು ಸಂವೇದಿಸಲು ಬಳಸಲಾಯಿತು. ಕಡಿಮೆ-ಕ್ರಮಾಂಕದ ಮೋಡ್‌ಗೆ ಹೋಲಿಸಿದರೆ, ಉನ್ನತ-ಆದೇಶದ ಮೋಡ್‌ನ ಸೂಕ್ಷ್ಮತೆಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚು ಸುಧಾರಿಸಲಾಗಿದೆ (ಚಿತ್ರ 1 (ಬಿ)).

ಚಿತ್ರ 1. ಮೈಕ್ರೊಕಾಪಿಲ್ಲರಿ ಕುಹರದ ಅನುರಣನ ಮೋಡ್ (ಎ) ಮತ್ತು ಅದರ ಅನುಗುಣವಾದ ವಕ್ರೀಕಾರಕ ಸೂಚ್ಯಂಕ ಸೂಕ್ಷ್ಮತೆ (ಬಿ)

ಹೆಚ್ಚಿನ ಕ್ಯೂ ಮೌಲ್ಯದೊಂದಿಗೆ ಟ್ಯೂನಬಲ್ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಫಿಲ್ಟರ್

ಮೊದಲನೆಯದಾಗಿ, ರೇಡಿಯಲ್ ನಿಧಾನವಾಗಿ ಬದಲಾಗುತ್ತಿರುವ ಸಿಲಿಂಡರಾಕಾರದ ಮೈಕ್ರೊಕಾವಿಟಿಯನ್ನು ಹೊರತೆಗೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ, ಮತ್ತು ನಂತರ ಪ್ರತಿಧ್ವನಿಸುವ ತರಂಗಾಂತರದಿಂದ (ಚಿತ್ರ 2 (ಎ)) ಆಕಾರದ ಗಾತ್ರದ ತತ್ತ್ವದ ಆಧಾರದ ಮೇಲೆ ಜೋಡಿಸುವ ಸ್ಥಾನವನ್ನು ಯಾಂತ್ರಿಕವಾಗಿ ಚಲಿಸುವ ಮೂಲಕ ತರಂಗಾಂತರದ ಶ್ರುತಿ ಸಾಧಿಸಬಹುದು. ಟ್ಯೂನಬಲ್ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆ ಮತ್ತು ಫಿಲ್ಟರಿಂಗ್ ಬ್ಯಾಂಡ್‌ವಿಡ್ತ್ ಅನ್ನು ಚಿತ್ರ 2 (ಬಿ) ಮತ್ತು (ಸಿ) ನಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಲಾಗಿದೆ. ಹೆಚ್ಚುವರಿಯಾಗಿ, ಉಪ-ನ್ಯಾನೊಮೀಟರ್ ನಿಖರತೆಯೊಂದಿಗೆ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಸ್ಥಳಾಂತರ ಸಂವೇದನೆಯನ್ನು ಸಾಧನವು ಅರಿತುಕೊಳ್ಳಬಹುದು.

ಚಿತ್ರ 2. ಟ್ಯೂನಬಲ್ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಫಿಲ್ಟರ್ (ಎ), ಟ್ಯೂನಬಲ್ ಪರ್ಫಾರ್ಮೆನ್ಸ್ (ಬಿ) ಮತ್ತು ಫಿಲ್ಟರ್ ಬ್ಯಾಂಡ್‌ವಿಡ್ತ್ (ಸಿ) ನ ಸ್ಕೀಮ್ಯಾಟಿಕ್ ರೇಖಾಚಿತ್ರ

ಡಬ್ಲ್ಯುಜಿಎಂ ಮೈಕ್ರೋಫ್ಲೂಯಿಡ್ ಡ್ರಾಪ್ ರೆಸೊನೇಟರ್

ಮೈಕ್ರೋಫ್ಲೂಯಿಡ್ ಚಿಪ್‌ನಲ್ಲಿ, ವಿಶೇಷವಾಗಿ ತೈಲದಲ್ಲಿನ ಹನಿಗಾಗಿ (ಎಣ್ಣೆಯಲ್ಲಿ ಹನಿ), ಮೇಲ್ಮೈ ಒತ್ತಡದ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳಿಂದಾಗಿ, ಹತ್ತಾರು ಅಥವಾ ನೂರಾರು ಮೈಕ್ರಾನ್‌ಗಳ ವ್ಯಾಸಕ್ಕೆ, ಇದನ್ನು ಎಣ್ಣೆಯಲ್ಲಿ ಅಮಾನತುಗೊಳಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಇದು ಸುಮಾರು ಪರಿಪೂರ್ಣವಾದ ಗೋಳವನ್ನು ರೂಪಿಸುತ್ತದೆ. ವಕ್ರೀಕಾರಕ ಸೂಚ್ಯಂಕದ ಆಪ್ಟಿಮೈಸೇಶನ್ ಮೂಲಕ, ಹನಿ ಸ್ವತಃ 108 ಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚು ಗುಣಮಟ್ಟದ ಅಂಶವನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಪರಿಪೂರ್ಣ ಗೋಳಾಕಾರದ ಅನುರಣಕವಾಗಿದೆ. ಇದು ತೈಲದಲ್ಲಿ ಆವಿಯಾಗುವಿಕೆಯ ಸಮಸ್ಯೆಯನ್ನು ಸಹ ತಪ್ಪಿಸುತ್ತದೆ. ತುಲನಾತ್ಮಕವಾಗಿ ದೊಡ್ಡ ಹನಿಗಳಿಗಾಗಿ, ಸಾಂದ್ರತೆಯ ವ್ಯತ್ಯಾಸಗಳಿಂದಾಗಿ ಅವು ಮೇಲಿನ ಅಥವಾ ಕೆಳಗಿನ ಗೋಡೆಗಳಲ್ಲಿ “ಕುಳಿತುಕೊಳ್ಳುತ್ತವೆ”. ಈ ರೀತಿಯ ಹನಿಗಳು ಲ್ಯಾಟರಲ್ ಎಕ್ಸಿಟೇಶನ್ ಮೋಡ್ ಅನ್ನು ಮಾತ್ರ ಬಳಸಬಹುದು.