مائیکرو نینو فوٹوونکس کیا ہے؟

مائیکرو نینو فوٹوونکس بنیادی طور پر مائیکرو اور نینو پیمانے پر روشنی اور مادے کے درمیان تعامل کے قانون اور روشنی کی پیداوار، ترسیل، ضابطہ، پتہ لگانے اور سینسنگ میں اس کے اطلاق کا مطالعہ کرتا ہے۔ مائیکرو نینو فوٹوونکس ذیلی طول موج کے آلات مؤثر طریقے سے فوٹوون کے انضمام کی ڈگری کو بہتر بنا سکتے ہیں، اور اس سے فوٹوونک آلات کو الیکٹرانک چپس جیسے چھوٹے آپٹیکل چپ میں ضم کرنے کی توقع ہے۔ نینو سرفیس پلازمونکس مائیکرو نینو فوٹوونکس کا ایک نیا شعبہ ہے، جو بنیادی طور پر دھاتی نینو اسٹرکچرز میں روشنی اور مادے کے درمیان تعامل کا مطالعہ کرتا ہے۔ اس میں چھوٹے سائز، تیز رفتاری اور روایتی تفاوت کی حد پر قابو پانے کی خصوصیات ہیں۔ نانوپلاسما ویو گائیڈ ڈھانچہ، جس میں مقامی فیلڈ میں بہتری اور گونج فلٹرنگ کی خصوصیات ہیں، نینو فلٹر، ویو لینتھ ڈویژن ملٹی پلیکسر، آپٹیکل سوئچ، لیزر اور دیگر مائیکرو نینو آپٹیکل آلات کی بنیاد ہے۔ آپٹیکل مائیکرو کیویٹیز روشنی کو چھوٹے علاقوں تک محدود رکھتی ہیں اور روشنی اور مادے کے درمیان تعامل کو بہت زیادہ بڑھاتی ہیں۔ لہٰذا، اعلیٰ معیار کے عنصر کے ساتھ آپٹیکل مائیکرو کیویٹی اعلیٰ حساسیت کے سینسنگ اور پتہ لگانے کا ایک اہم طریقہ ہے۔

ڈبلیو جی ایم مائیکرو کیویٹی

حالیہ برسوں میں، آپٹیکل مائیکرو کیویٹی نے اپنی زبردست ایپلی کیشن کی صلاحیت اور سائنسی اہمیت کی وجہ سے بہت زیادہ توجہ مبذول کرائی ہے۔ آپٹیکل مائیکرو کیویٹی بنیادی طور پر مائیکرو اسپیئر، مائیکرو کالم، مائیکرونگ اور دیگر جیومیٹریز پر مشتمل ہوتی ہے۔ یہ ایک قسم کا مورفولوجک منحصر آپٹیکل ریزونیٹر ہے۔ مائیکرو کیویٹی میں ہلکی لہریں مکمل طور پر مائیکرو کیویٹی انٹرفیس پر منعکس ہوتی ہیں، جس کے نتیجے میں ایک گونج موڈ ہوتا ہے جسے وسپرنگ گیلری موڈ (WGM) کہتے ہیں۔ دیگر آپٹیکل ریزونیٹرز کے مقابلے میں، مائیکرو ریزونیٹرز میں اعلی Q قدر (106 سے زیادہ)، کم موڈ والیوم، چھوٹے سائز اور آسان انضمام وغیرہ کی خصوصیات ہیں، اور ان کا اطلاق اعلی حساسیت والے بائیو کیمیکل سینسنگ، انتہائی کم تھریشولڈ لیزر اور پر کیا گیا ہے۔ غیر لکیری کارروائی ہمارا تحقیقی مقصد مائیکرو کیویٹیز کی مختلف ساختوں اور مختلف شکلوں کی خصوصیات کو تلاش کرنا اور ان کا مطالعہ کرنا اور ان نئی خصوصیات کو لاگو کرنا ہے۔ اہم تحقیقی سمتوں میں شامل ہیں: WGM مائیکرو کیویٹی کی آپٹیکل خصوصیات کی تحقیق، مائیکرو کیویٹی کی فیبریکیشن ریسرچ، مائیکرو کیویٹی کی ایپلی کیشن ریسرچ، وغیرہ۔

ڈبلیو جی ایم مائکرو کیوٹی بائیو کیمیکل سینسنگ

تجربے میں، چار آرڈر ہائی آرڈر WGM موڈ M1(FIG. 1(a)) سینسنگ پیمائش کے لیے استعمال کیا گیا تھا۔ کم آرڈر موڈ کے مقابلے میں، ہائی آرڈر موڈ کی حساسیت بہت بہتر ہوئی تھی (تصویر 1(b))۔

شکل 1. مائیکرو کیپلیری گہا کا گونج موڈ (a) اور اس سے متعلقہ ریفریکٹیو انڈیکس حساسیت (b)

اعلی Q قدر کے ساتھ ٹیون ایبل آپٹیکل فلٹر

سب سے پہلے، ریڈیل آہستہ آہستہ بدلتے ہوئے بیلناکار مائیکرو کیوٹی کو باہر نکالا جاتا ہے، اور پھر گونج والی طول موج (شکل 2 (a)) کے بعد سے شکل کے سائز کے اصول پر مبنی کپلنگ پوزیشن کو میکانکی طور پر منتقل کرکے طول موج کی ٹیوننگ حاصل کی جاسکتی ہے۔ ٹیون ایبل کارکردگی اور فلٹرنگ بینڈوتھ کو شکل 2 (b) اور (c) میں دکھایا گیا ہے۔ اس کے علاوہ، ڈیوائس ذیلی نینو میٹر کی درستگی کے ساتھ آپٹیکل ڈسپلیسمنٹ سینسنگ کا احساس کر سکتی ہے۔

شکل 2. ٹیون ایبل آپٹیکل فلٹر (a)، ٹیون ایبل کارکردگی (b) اور فلٹر بینڈوتھ (c) کا اسکیمیٹک خاکہ

ڈبلیو جی ایم مائکرو فلائیڈک ڈراپ ریزونیٹر

مائیکرو فلائیڈک چپ میں، خاص طور پر تیل کے قطرے کے لیے (تیل میں قطرہ)، سطحی تناؤ کی خصوصیات کی وجہ سے، دسیوں یا اس سے بھی سینکڑوں مائکرون کے قطر کے لیے، یہ تیل میں معطل ہو جائے گا، جس سے تقریباً کامل دائرہ. ریفریکٹیو انڈیکس کی اصلاح کے ذریعے، قطرہ بذات خود 108 سے زیادہ کوالٹی فیکٹر کے ساتھ ایک بہترین کروی گونجنے والا ہے۔ یہ تیل میں بخارات کے مسئلے سے بھی بچاتا ہے۔ نسبتاً بڑی بوندوں کے لیے، وہ کثافت کے فرق کی وجہ سے اوپری یا نیچے کی دیواروں پر "بیٹھیں گے"۔ اس قسم کی بوندیں صرف پس منظر کی حوصلہ افزائی کے موڈ کا استعمال کر سکتی ہیں۔