మైక్రోడిస్క్ లేజర్‌లను ట్యూనింగ్ చేయడానికి ఒక అమెరికన్ బృందం కొత్త పద్ధతిని ప్రతిపాదించింది

హార్వర్డ్ మెడికల్ స్కూల్ (HMS) మరియు MIT జనరల్ హాస్పిటల్ నుండి సంయుక్త పరిశోధనా బృందం PEC ఎచింగ్ పద్ధతిని ఉపయోగించి మైక్రోడిస్క్ లేజర్ యొక్క అవుట్‌పుట్ యొక్క ట్యూనింగ్‌ను సాధించామని, నానోఫోటోనిక్స్ మరియు బయోమెడిసిన్ కోసం కొత్త మూలాన్ని "ఆశాజనకంగా" చేశామని చెప్పారు.

(మైక్రోడిస్క్ లేజర్ యొక్క అవుట్‌పుట్‌ను PEC ఎచింగ్ పద్ధతి ద్వారా సర్దుబాటు చేయవచ్చు)

రంగాలలోనానోఫోటోనిక్స్మరియు బయోమెడిసిన్, మైక్రోడిస్క్లేజర్లుమరియు నానోడిస్క్ లేజర్‌లు ఆశాజనకంగా మారాయికాంతి వనరులుమరియు ప్రోబ్స్. ఆన్-చిప్ ఫోటోనిక్ కమ్యూనికేషన్, ఆన్-చిప్ బయోఇమేజింగ్, బయోకెమికల్ సెన్సింగ్ మరియు క్వాంటం ఫోటాన్ ఇన్ఫర్మేషన్ ప్రాసెసింగ్ వంటి అనేక అప్లికేషన్‌లలో, వారు తరంగదైర్ఘ్యం మరియు అల్ట్రా-ఇరుకైన బ్యాండ్ ఖచ్చితత్వాన్ని నిర్ణయించడంలో లేజర్ అవుట్‌పుట్‌ను సాధించాలి. అయినప్పటికీ, ఈ ఖచ్చితమైన తరంగదైర్ఘ్యం యొక్క మైక్రోడిస్క్ మరియు నానోడిస్క్ లేజర్‌లను పెద్ద ఎత్తున తయారు చేయడం సవాలుగా ఉంది. ప్రస్తుత నానో ఫ్యాబ్రికేషన్ ప్రక్రియలు డిస్క్ వ్యాసం యొక్క యాదృచ్ఛికతను పరిచయం చేస్తాయి, ఇది లేజర్ మాస్ ప్రాసెసింగ్ మరియు ఉత్పత్తిలో సెట్ తరంగదైర్ఘ్యాన్ని పొందడం కష్టతరం చేస్తుంది. ఇప్పుడు, హార్వర్డ్ మెడికల్ స్కూల్ మరియు మసాచుసెట్స్ జనరల్ హాస్పిటల్ యొక్క వెల్మాన్ సెంటర్ పరిశోధకుల బృందంఆప్టోఎలక్ట్రానిక్ మెడిసిన్సబ్‌నానోమీటర్ ఖచ్చితత్వంతో మైక్రోడిస్క్ లేజర్ యొక్క లేజర్ తరంగదైర్ఘ్యాన్ని ఖచ్చితంగా ట్యూన్ చేయడంలో సహాయపడే ఒక వినూత్న ఆప్టోకెమికల్ (PEC) ఎచింగ్ టెక్నిక్‌ను అభివృద్ధి చేసింది. ఈ పని అడ్వాన్స్‌డ్ ఫోటోనిక్స్ జర్నల్‌లో ప్రచురించబడింది.

ఫోటోకెమికల్ ఎచింగ్
నివేదికల ప్రకారం, బృందం యొక్క కొత్త పద్ధతి ఖచ్చితమైన, ముందుగా నిర్ణయించిన ఉద్గార తరంగదైర్ఘ్యాలతో మైక్రో-డిస్క్ లేజర్‌లు మరియు నానోడిస్క్ లేజర్ శ్రేణుల తయారీని అనుమతిస్తుంది. మైక్రోడిస్క్ లేజర్ యొక్క తరంగదైర్ఘ్యాన్ని చక్కగా ట్యూన్ చేయడానికి సమర్థవంతమైన మరియు స్కేలబుల్ మార్గాన్ని అందించే PEC ఎచింగ్‌ని ఉపయోగించడం ఈ పురోగతికి కీలకం. పై ఫలితాలలో, బృందం ఇండియమ్ ఫాస్ఫైడ్ కాలమ్ నిర్మాణంపై సిలికాతో కప్పబడిన ఇండియం గాలియం ఆర్సెనైడ్ ఫాస్ఫేటింగ్ మైక్రోడిస్క్‌లను విజయవంతంగా పొందింది. సల్ఫ్యూరిక్ యాసిడ్ యొక్క పలుచన ద్రావణంలో ఫోటోకెమికల్ ఎచింగ్ చేయడం ద్వారా వారు ఈ మైక్రోడిస్క్‌ల యొక్క లేజర్ తరంగదైర్ఘ్యాన్ని ఖచ్చితంగా నిర్ణయించిన విలువకు ట్యూన్ చేశారు.
వారు నిర్దిష్ట ఫోటోకెమికల్ (పిఇసి) ఎచింగ్‌ల మెకానిజమ్స్ మరియు డైనమిక్‌లను కూడా పరిశోధించారు. చివరగా, వారు వేర్వేరు లేజర్ తరంగదైర్ఘ్యాలతో స్వతంత్ర, వివిక్త లేజర్ కణాలను ఉత్పత్తి చేయడానికి తరంగదైర్ఘ్యం-ట్యూన్ చేయబడిన మైక్రోడిస్క్ శ్రేణిని పాలీడిమెథైల్సిలోక్సేన్ సబ్‌స్ట్రేట్‌లోకి బదిలీ చేశారు. ఫలితంగా మైక్రోడిస్క్ లేజర్ ఉద్గారాల అల్ట్రా-వైడ్‌బ్యాండ్ బ్యాండ్‌విడ్త్‌ను చూపుతుందిలేజర్కాలమ్‌పై 0.6 nm కంటే తక్కువ మరియు వివిక్త కణం 1.5 nm కంటే తక్కువ.

బయోమెడికల్ అప్లికేషన్‌లకు తలుపులు తెరవడం
ఈ ఫలితం అనేక కొత్త నానోఫోటోనిక్స్ మరియు బయోమెడికల్ అప్లికేషన్‌లకు తలుపులు తెరుస్తుంది. ఉదాహరణకు, స్టాండ్-అలోన్ మైక్రోడిస్క్ లేజర్‌లు వైవిధ్య జీవ నమూనాల కోసం ఫిజికో-ఆప్టికల్ బార్‌కోడ్‌లుగా పనిచేస్తాయి, నిర్దిష్ట సెల్ రకాల లేబులింగ్‌ను మరియు మల్టీప్లెక్స్ విశ్లేషణలో నిర్దిష్ట అణువులను లక్ష్యంగా చేసుకోవడానికి వీలు కల్పిస్తుంది. సెల్ రకం-నిర్దిష్ట లేబులింగ్ ప్రస్తుతం సంప్రదాయ బయోమార్కర్‌లను ఉపయోగించి నిర్వహించబడుతుంది. సేంద్రీయ ఫ్లోరోఫోర్స్, క్వాంటం చుక్కలు మరియు ఫ్లోరోసెంట్ పూసలు, ఇవి విస్తృత ఉద్గార లైన్‌విడ్త్‌లను కలిగి ఉంటాయి. అందువల్ల, ఒకే సమయంలో కొన్ని నిర్దిష్ట సెల్ రకాలను మాత్రమే లేబుల్ చేయవచ్చు. దీనికి విరుద్ధంగా, మైక్రోడిస్క్ లేజర్ యొక్క అల్ట్రా-ఇరుకైన బ్యాండ్ కాంతి ఉద్గారం అదే సమయంలో ఎక్కువ సెల్ రకాలను గుర్తించగలదు.
కల్చర్డ్ నార్మల్ బ్రెస్ట్ ఎపిథీలియల్ సెల్స్ MCF10A లేబుల్ చేయడానికి వాటిని ఉపయోగించి, బయోమార్కర్‌ల వలె ఖచ్చితంగా ట్యూన్ చేయబడిన మైక్రోడిస్క్ లేజర్ కణాలను బృందం పరీక్షించింది మరియు విజయవంతంగా ప్రదర్శించింది. వాటి అల్ట్రా-వైడ్‌బ్యాండ్ ఉద్గారాలతో, ఈ లేజర్‌లు సైటోడైనమిక్ ఇమేజింగ్, ఫ్లో సైటోమెట్రీ మరియు మల్టీ-ఓమిక్స్ అనాలిసిస్ వంటి నిరూపితమైన బయోమెడికల్ మరియు ఆప్టికల్ టెక్నిక్‌లను ఉపయోగించి బయోసెన్సింగ్‌లో విప్లవాత్మక మార్పులు చేయగలవు. PEC ఎచింగ్ ఆధారిత సాంకేతికత మైక్రోడిస్క్ లేజర్‌లలో ప్రధాన పురోగతిని సూచిస్తుంది. పద్ధతి యొక్క స్కేలబిలిటీ, అలాగే దాని సబ్‌నానోమీటర్ ఖచ్చితత్వం, నానోఫోటోనిక్స్ మరియు బయోమెడికల్ పరికరాలలో లేజర్‌ల యొక్క లెక్కలేనన్ని అనువర్తనాలకు, అలాగే నిర్దిష్ట సెల్ జనాభా మరియు విశ్లేషణాత్మక అణువుల కోసం బార్‌కోడ్‌లకు కొత్త అవకాశాలను తెరుస్తుంది.