మైక్రోడిస్క్ లేజర్‌లను ట్యూన్ చేయడానికి ఒక అమెరికన్ బృందం కొత్త పద్ధతిని ప్రతిపాదిస్తుంది

హార్వర్డ్ మెడికల్ స్కూల్ (హెచ్‌ఎంఎస్) మరియు ఎంఐటి జనరల్ హాస్పిటల్ నుండి ఉమ్మడి పరిశోధన బృందం, పెక్ ఎచింగ్ పద్ధతిని ఉపయోగించి మైక్రోడిస్క్ లేజర్ యొక్క ఉత్పత్తిని వారు సాధించారని, నానోఫోటోనిక్స్ మరియు బయోమెడిసిన్ కోసం కొత్త మూలాన్ని “వాగ్దానం” అని చెప్పారు.

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

యొక్క పొలాలలోనానోఫోటోనిక్స్మరియు బయోమెడిసిన్, మైక్రోడిస్క్లేజర్స్మరియు నానోడిస్క్ లేజర్‌లు ఆశాజనకంగా మారాయికాంతి వనరులుమరియు ప్రోబ్స్. ఆన్-చిప్ ఫోటోనిక్ కమ్యూనికేషన్, ఆన్-చిప్ బయోఇమేజింగ్, బయోకెమికల్ సెన్సింగ్ మరియు క్వాంటం ఫోటాన్ ఇన్ఫర్మేషన్ ప్రాసెసింగ్ వంటి అనేక అనువర్తనాల్లో, వారు తరంగదైర్ఘ్యం మరియు అల్ట్రా-నార్రో బ్యాండ్ ఖచ్చితత్వాన్ని నిర్ణయించడంలో లేజర్ అవుట్‌పుట్‌ను సాధించాలి. ఏదేమైనా, ఈ ఖచ్చితమైన తరంగదైర్ఘ్యం యొక్క మైక్రోడిస్క్ మరియు నానోడిస్క్ లేజర్‌లను పెద్ద ఎత్తున తయారు చేయడం సవాలుగా ఉంది. ప్రస్తుత నానోఫాబ్రికేషన్ ప్రక్రియలు డిస్క్ వ్యాసం యొక్క యాదృచ్ఛికతను పరిచయం చేస్తాయి, ఇది లేజర్ మాస్ ప్రాసెసింగ్ మరియు ప్రొడక్షన్ లో సామూహిక తరంగదైర్ఘ్యాన్ని పొందడం కష్టతరం చేస్తుంది. ఇప్పుడు హార్వర్డ్ మెడికల్ స్కూల్ మరియు మసాచుసెట్స్ జనరల్ హాస్పిటల్ యొక్క వెల్మాన్ సెంటర్ నుండి పరిశోధకుల బృందంఆప్టోఎలెక్ట్రానిక్ మెడిసిన్సబ్‌నానోమీటర్ ఖచ్చితత్వంతో మైక్రోడిస్క్ లేజర్ యొక్క లేజర్ తరంగదైర్ఘ్యాన్ని ఖచ్చితంగా ట్యూన్ చేయడానికి సహాయపడే వినూత్న ఆప్టోకెమికల్ (పిఇసి) ఎచింగ్ టెక్నిక్‌ను అభివృద్ధి చేసింది. ఈ రచన అడ్వాన్స్‌డ్ ఫోటోనిక్స్ పత్రికలో ప్రచురించబడింది.

ఫోటోకెమికల్ ఎచింగ్
నివేదికల ప్రకారం, జట్టు యొక్క కొత్త పద్ధతి మైక్రో-డిస్క్ లేజర్స్ మరియు నానోడిస్క్ లేజర్ శ్రేణుల తయారీకి ఖచ్చితమైన, ముందుగా నిర్ణయించిన ఉద్గార తరంగదైర్ఘ్యాలతో అనుమతిస్తుంది. ఈ పురోగతికి కీలకం పెక్ ఎచింగ్ యొక్క ఉపయోగం, ఇది మైక్రోడిస్క్ లేజర్ యొక్క తరంగదైర్ఘ్యాన్ని చక్కగా ట్యూన్ చేయడానికి సమర్థవంతమైన మరియు స్కేలబుల్ మార్గాన్ని అందిస్తుంది. పై ఫలితాల్లో, బృందం ఇండియం ఫాస్ఫైడ్ కాలమ్ నిర్మాణంలో సిలికాతో కప్పబడిన ఇండియం గల్లియం ఆర్సెనైడ్ ఫాస్ఫేటింగ్ మైక్రోడిస్క్‌లను విజయవంతంగా పొందింది. అప్పుడు వారు సల్ఫ్యూరిక్ ఆమ్లం యొక్క పలుచన ద్రావణంలో ఫోటోకెమికల్ ఎచింగ్ చేయడం ద్వారా ఈ మైక్రోడిస్క్‌ల యొక్క లేజర్ తరంగదైర్ఘ్యాన్ని ఖచ్చితంగా నిర్ణయించిన విలువకు ట్యూన్ చేశారు.
వారు నిర్దిష్ట ఫోటోకెమికల్ (పిఇసి) ఎచింగ్స్ యొక్క యంత్రాంగాలు మరియు డైనమిక్స్ను కూడా పరిశోధించారు. చివరగా, వారు తరంగదైర్ఘ్యం-ట్యూన్డ్ మైక్రోడిస్క్ శ్రేణిని పాలిడిమెథైల్సిలోక్సేన్ ఉపరితలంపైకి బదిలీ చేశారు, వివిధ లేజర్ తరంగదైర్ఘ్యాలతో స్వతంత్ర, వివిక్త లేజర్ కణాలను ఉత్పత్తి చేస్తారు. ఫలితంగా వచ్చిన మైక్రోడిస్క్ లేజర్ ఉద్గారాల యొక్క అల్ట్రా-వైడ్బ్యాండ్ బ్యాండ్‌విడ్త్‌ను చూపిస్తుందిలేజర్కాలమ్‌లో 0.6 nm కన్నా తక్కువ మరియు వివిక్త కణం 1.5 nm కన్నా తక్కువ.

బయోమెడికల్ అనువర్తనాలకు తలుపు తెరవడం
ఈ ఫలితం అనేక కొత్త నానోఫోటోనిక్స్ మరియు బయోమెడికల్ అనువర్తనాలకు తలుపులు తెరుస్తుంది. ఉదాహరణకు, స్టాండ్-అలోన్ మైక్రోడిస్క్ లేజర్‌లు వైవిధ్య జీవ నమూనాల కోసం భౌతిక-ఆప్టికల్ బార్‌కోడ్‌లుగా ఉపయోగపడతాయి, నిర్దిష్ట కణ రకాల లేబులింగ్‌ను మరియు మల్టీప్లెక్స్ విశ్లేషణలో నిర్దిష్ట అణువులను లక్ష్యంగా చేసుకోవడం. సెల్ టైప్-స్పెసిఫిక్ లేబులింగ్ ప్రస్తుతం సాంప్రదాయిక బయోమార్కర్‌లను ఉపయోగించి సేంద్రీయ ఫ్లూరోఫోర్స్, క్వాంటమ్) అందువల్ల, కొన్ని నిర్దిష్ట సెల్ రకాలను మాత్రమే ఒకే సమయంలో లేబుల్ చేయవచ్చు. దీనికి విరుద్ధంగా, మైక్రోడిస్క్ లేజర్ యొక్క అల్ట్రా-నారో బ్యాండ్ లైట్ ఉద్గారం ఒకే సమయంలో మరిన్ని సెల్ రకాలను గుర్తించగలదు.
ఈ బృందం మైక్రోడిస్క్ లేజర్ కణాలను బయోమార్కర్లుగా పరీక్షించారు మరియు విజయవంతంగా ప్రదర్శించింది, వాటిని కల్చర్డ్ సాధారణ రొమ్ము ఎపిథీలియల్ కణాలు MCF10A అని లేబుల్ చేయడానికి వాటిని ఉపయోగించింది. వారి అల్ట్రా-వైడ్బ్యాండ్ ఉద్గారంతో, ఈ లేజర్‌లు సైటోడైనమిక్ ఇమేజింగ్, ఫ్లో సైటోమెట్రీ మరియు మల్టీ-ఆమిక్స్ విశ్లేషణ వంటి నిరూపితమైన బయోమెడికల్ మరియు ఆప్టికల్ టెక్నిక్‌లను ఉపయోగించి బయోసెన్సింగ్‌ను విప్లవాత్మకంగా మార్చగలవు. PEC ఎచింగ్ ఆధారంగా సాంకేతికత మైక్రోడిస్క్ లేజర్లలో ప్రధాన పురోగతిని సూచిస్తుంది. పద్ధతి యొక్క స్కేలబిలిటీ, అలాగే దాని సబ్‌నానోమీటర్ ఖచ్చితత్వం, నానోఫోటోనిక్స్ మరియు బయోమెడికల్ పరికరాల్లో లేజర్‌ల యొక్క లెక్కలేనన్ని అనువర్తనాలకు, అలాగే నిర్దిష్ట సెల్ జనాభా మరియు విశ్లేషణాత్మక అణువుల కోసం బార్‌కోడ్‌లకు కొత్త అవకాశాలను తెరుస్తుంది.