یک تیم آمریکایی روش جدیدی را برای تنظیم لیزرهای میکرودیسک پیشنهاد می کند

یک تیم تحقیقاتی مشترک از دانشکده پزشکی هاروارد (HMS) و بیمارستان عمومی MIT می‌گویند که آنها به تنظیم خروجی لیزر میکرودیسک با استفاده از روش اچینگ PEC دست یافته‌اند که منبع جدیدی برای نانوفوتونیکس و زیست‌پزشکی نویدبخش است.

(خروجی لیزر میکرودیسک را می توان با روش PEC Etching تنظیم کرد)

در زمینه هاینانو فوتونیکو زیست پزشکی، میکرودیسکلیزرهاو لیزرهای نانودیسک امیدوارکننده شده اندمنابع نورو پروب ها در چندین کاربرد مانند ارتباطات فوتونیک روی تراشه، تصویربرداری زیستی روی تراشه، سنجش بیوشیمیایی و پردازش اطلاعات فوتون کوانتومی، آنها نیاز به دستیابی به خروجی لیزر در تعیین طول موج و دقت باند بسیار باریک دارند. با این حال، ساخت لیزرهای میکرودیسکی و نانودیسکی با این طول موج دقیق در مقیاس بزرگ همچنان چالش برانگیز است. فرآیندهای نانوساخت کنونی تصادفی بودن قطر دیسک را معرفی می‌کنند که دستیابی به طول موج تعیین‌شده در پردازش و تولید انبوه لیزر را دشوار می‌کند. اکنون، تیمی از محققان از دانشکده پزشکی هاروارد و مرکز ولمن بیمارستان عمومی ماساچوست برایاپتوالکترونیک پزشکییک تکنیک اچینگ اپتوشیمیایی (PEC) ابداع کرده است که به تنظیم دقیق طول موج لیزر لیزر میکرودیسک با دقت زیر نانومتری کمک می کند. این کار در مجله Advanced Photonics منتشر شده است.

اچ فتوشیمیایی
بر اساس گزارش‌ها، روش جدید این تیم امکان ساخت لیزرهای میکرودیسک و آرایه‌های لیزر نانودیسک با طول‌موج‌های گسیلی دقیق و از پیش تعیین‌شده را می‌دهد. کلید این پیشرفت، استفاده از اچینگ PEC است که روشی کارآمد و مقیاس‌پذیر برای تنظیم دقیق طول موج لیزر میکرودیسک فراهم می‌کند. در نتایج فوق، تیم با موفقیت میکرودیسک‌های فسفاته آرسنید ایندیم گالیوم را که با سیلیس پوشانده شده بود بر روی ساختار ستون فسفید ایندیم به دست آوردند. سپس آنها طول موج لیزر این میکرودیسک‌ها را با انجام اچ فتوشیمیایی در محلول رقیق‌شده اسید سولفوریک دقیقاً به مقدار تعیین‌شده تنظیم کردند.
آنها همچنین مکانیسم ها و دینامیک اچینگ های فتوشیمیایی خاص (PEC) را بررسی کردند. در نهایت، آنها آرایه میکرودیسک تنظیم شده با طول موج را بر روی یک بستر پلی دی متیل سیلوکسان برای تولید ذرات لیزر مستقل و جدا شده با طول موج های لیزر متفاوت منتقل کردند. میکرودیسک به دست آمده پهنای باند فوق گسترده ای از انتشار لیزر را نشان می دهدلیزرروی ستون کمتر از 0.6 نانومتر و ذره جدا شده کمتر از 1.5 نانومتر.

باز کردن دری برای کاربردهای زیست پزشکی
این نتیجه راه را به روی بسیاری از کاربردهای نانوفوتونیکی و زیست پزشکی جدید باز می کند. به عنوان مثال، لیزرهای میکرودیسک مستقل می‌توانند به عنوان بارکدهای فیزیکی-اپتیکی برای نمونه‌های بیولوژیکی ناهمگن عمل کنند و برچسب‌گذاری انواع سلول‌های خاص و هدف‌گیری مولکول‌های خاص را در تجزیه و تحلیل چندگانه ممکن می‌سازند. برچسب‌گذاری نوع خاص سلول در حال حاضر با استفاده از نشانگرهای زیستی معمولی انجام می‌شود. به عنوان فلوروفورهای آلی، نقاط کوانتومی، و دانه های فلورسنت که دارای پهنای خط گسیل گسترده هستند. بنابراین، تنها چند نوع سلول خاص را می توان به طور همزمان برچسب گذاری کرد. در مقابل، تابش نور باند بسیار باریک لیزر میکرودیسک قادر خواهد بود انواع سلول های بیشتری را به طور همزمان شناسایی کند.
این تیم ذرات لیزر میکرودیسک را که دقیقا تنظیم شده بودند به عنوان نشانگرهای زیستی آزمایش و با موفقیت نشان دادند و از آنها برای برچسب زدن سلول‌های اپیتلیال طبیعی سینه MCF10A استفاده کردند. این لیزرها با انتشار باند فوق العاده گسترده خود، می توانند با استفاده از تکنیک های زیست پزشکی و نوری اثبات شده مانند تصویربرداری سیتودینامیک، فلوسیتومتری و تجزیه و تحلیل چند omics، انقلابی در حس زیستی ایجاد کنند. فناوری مبتنی بر اچینگ PEC پیشرفت بزرگی را در لیزرهای میکرودیسک نشان می دهد. مقیاس‌پذیری این روش و همچنین دقت زیر نانومتری آن، فرصت‌های جدیدی را برای کاربردهای بی‌شماری لیزر در نانوفوتونیک‌ها و دستگاه‌های زیست‌پزشکی و همچنین بارکد برای جمعیت‌های سلولی خاص و مولکول‌های تحلیلی باز می‌کند.