మైక్రోడిస్క్ లేజర్‌లను ట్యూన్ చేయడానికి ఒక అమెరికన్ బృందం కొత్త పద్ధతిని ప్రతిపాదిస్తుంది

హార్వర్డ్ మెడికల్ స్కూల్ (HMS) మరియు MIT జనరల్ హాస్పిటల్ నుండి సంయుక్త పరిశోధన బృందం PEC ఎచింగ్ పద్ధతిని ఉపయోగించి మైక్రోడిస్క్ లేజర్ యొక్క అవుట్‌పుట్‌ను ట్యూన్ చేయడం సాధించిందని, ఇది నానోఫోటోనిక్స్ మరియు బయోమెడిసిన్ కోసం "ఆశాజనకంగా" కొత్త మూలాన్ని తయారు చేసిందని 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 అనువర్తనాల్లో, తరంగదైర్ఘ్యం మరియు అల్ట్రా-నారో బ్యాండ్ ఖచ్చితత్వాన్ని నిర్ణయించడంలో వారు లేజర్ అవుట్‌పుట్‌ను సాధించాలి. అయితే, ఈ ఖచ్చితమైన తరంగదైర్ఘ్యం కలిగిన మైక్రోడిస్క్ మరియు నానోడిస్క్ లేజర్‌లను పెద్ద ఎత్తున తయారు చేయడం సవాలుగా ఉంది. ప్రస్తుత నానోఫ్యాబ్రికేషన్ 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 నుండి పరిశోధకుల బృందంఆప్టోఎలక్ట్రానిక్ మెడిసిన్సబ్‌నానోమీటర్ ఖచ్చితత్వంతో మైక్రోడిస్క్ లేజర్ యొక్క లేజర్ తరంగదైర్ఘ్యాన్ని ఖచ్చితంగా ట్యూన్ చేయడంలో సహాయపడే వినూత్న ఆప్టోకెమికల్ (PEC) ఎచింగ్ టెక్నిక్‌ను అభివృద్ధి చేసింది. ఈ రచన 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. ఈ పురోగతికి కీలకం PEC ఎచింగ్ వాడకం, ఇది మైక్రోడిస్క్ లేజర్ యొక్క తరంగదైర్ఘ్యాన్ని చక్కగా ట్యూన్ చేయడానికి సమర్థవంతమైన మరియు స్కేలబుల్ మార్గాన్ని అందిస్తుంది. పై ఫలితాల్లో, బృందం ఇండియం ఫాస్ఫైడ్ కాలమ్ నిర్మాణంపై సిలికాతో కప్పబడిన ఇండియం గాలియం ఆర్సెనైడ్ ఫాస్ఫేటింగ్ మైక్రోడిస్క్‌లను విజయవంతంగా పొందింది. తరువాత వారు సల్ఫ్యూరిక్ ఆమ్లం యొక్క పలుచన ద్రావణంలో ఫోటోకెమికల్ ఎచింగ్ చేయడం ద్వారా ఈ మైక్రోడిస్క్‌ల లేజర్ తరంగదైర్ఘ్యాన్ని నిర్ణయించిన విలువకు ఖచ్చితంగా ట్యూన్ చేశారు.
వారు నిర్దిష్ట ఫోటోకెమికల్ (PEC) ఎచింగ్‌ల యొక్క యంత్రాంగాలు మరియు డైనమిక్‌లను కూడా పరిశోధించారు. చివరగా, వారు తరంగదైర్ఘ్యం-ట్యూన్ చేయబడిన మైక్రోడిస్క్ శ్రేణిని పాలీడైమెథైల్‌సిలోక్సేన్ ఉపరితలంపైకి బదిలీ చేసి, విభిన్న లేజర్ తరంగదైర్ఘ్యాలతో స్వతంత్ర, వివిక్త లేజర్ కణాలను ఉత్పత్తి చేస్తారు. ఫలితంగా వచ్చే మైక్రోడిస్క్ లేజర్ ఉద్గారం యొక్క అల్ట్రా-వైడ్‌బ్యాండ్ బ్యాండ్‌విడ్త్‌ను చూపిస్తుంది,లేజర్స్తంభంపై 0.6 nm కంటే తక్కువ మరియు వివిక్త కణం 1.5 nm కంటే తక్కువ.

బయోమెడికల్ అనువర్తనాలకు తలుపులు తెరవడం
ఈ ఫలితం అనేక కొత్త నానోఫోటోనిక్స్ మరియు బయోమెడికల్ అప్లికేషన్లకు తలుపులు తెరుస్తుంది. ఉదాహరణకు, స్టాండ్-అలోన్ మైక్రోడిస్క్ లేజర్‌లు వైవిధ్య జీవ నమూనాల కోసం భౌతిక-ఆప్టికల్ బార్‌కోడ్‌లుగా పనిచేస్తాయి, నిర్దిష్ట కణ రకాలను లేబులింగ్ చేయడానికి మరియు మల్టీప్లెక్స్ విశ్లేషణలో నిర్దిష్ట అణువులను లక్ష్యంగా చేసుకోవడానికి వీలు కల్పిస్తాయి. సెల్ రకం-నిర్దిష్ట లేబులింగ్ ప్రస్తుతం విస్తృత ఉద్గార రేఖ వెడల్పులను కలిగి ఉన్న సేంద్రీయ ఫ్లోరోఫోర్లు, క్వాంటం చుక్కలు మరియు ఫ్లోరోసెంట్ పూసలు వంటి సాంప్రదాయ బయోమార్కర్‌లను ఉపయోగించి నిర్వహించబడుతుంది. అందువల్ల, ఒకే సమయంలో కొన్ని నిర్దిష్ట కణ రకాలను మాత్రమే లేబుల్ చేయవచ్చు. దీనికి విరుద్ధంగా, మైక్రోడిస్క్ లేజర్ యొక్క అల్ట్రా-నారో బ్యాండ్ లైట్ ఎమిషన్ ఒకే సమయంలో మరిన్ని కణ రకాలను గుర్తించగలదు.
ఈ బృందం కల్చర్డ్ నార్మల్ బ్రెస్ట్ ఎపిథీలియల్ సెల్స్ MCF10A అని లేబుల్ చేయడానికి వాటిని ఉపయోగించి, బయోమార్కర్లుగా ఖచ్చితంగా ట్యూన్ చేయబడిన మైక్రోడిస్క్ లేజర్ కణాలను పరీక్షించి విజయవంతంగా ప్రదర్శించింది. వాటి అల్ట్రా-వైడ్‌బ్యాండ్ ఉద్గారంతో, ఈ లేజర్‌లు సైటోడైనమిక్ ఇమేజింగ్, ఫ్లో సైటోమెట్రీ మరియు మల్టీ-ఓమిక్స్ విశ్లేషణ వంటి నిరూపితమైన బయోమెడికల్ మరియు ఆప్టికల్ పద్ధతులను ఉపయోగించి బయోసెన్సింగ్‌లో విప్లవాత్మక మార్పులు చేయగలవు. PEC ఎచింగ్ ఆధారంగా రూపొందించిన సాంకేతికత మైక్రోడిస్క్ లేజర్‌లలో ఒక ప్రధాన పురోగతిని సూచిస్తుంది. ఈ పద్ధతి యొక్క స్కేలబిలిటీ, అలాగే దాని సబ్‌నానోమీటర్ ఖచ్చితత్వం, నానోఫోటోనిక్స్ మరియు బయోమెడికల్ పరికరాలలో లేజర్‌ల యొక్క లెక్కలేనన్ని అప్లికేషన్‌లకు, అలాగే నిర్దిష్ట సెల్ జనాభా మరియు విశ్లేషణాత్మక అణువుల కోసం బార్‌కోడ్‌లకు కొత్త అవకాశాలను తెరుస్తుంది.