మైక్రోడిస్క్ లేజర్‌లను ట్యూన్ చేయడానికి ఒక అమెరికన్ బృందం కొత్త పద్ధతిని ప్రతిపాదించింది

హార్వర్డ్ మెడికల్ స్కూల్ (HMS) మరియు MIT జనరల్ హాస్పిటల్‌కు చెందిన ఒక సంయుక్త పరిశోధన బృందం, PEC ఎచింగ్ పద్ధతిని ఉపయోగించి మైక్రోడిస్క్ లేజర్ యొక్క అవుట్‌పుట్‌ను ట్యూన్ చేయడంలో విజయం సాధించామని, తద్వారా నానోఫోటోనిక్స్ మరియు బయోమెడిసిన్‌కు ఒక కొత్త వనరును "ఆశాజనకంగా" మార్చామని చెబుతోంది.

(PEC ఎచింగ్ పద్ధతి ద్వారా మైక్రోడిస్క్ లేజర్ యొక్క అవుట్‌పుట్‌ను 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 అనువర్తనాలలో, తరంగదైర్ఘ్యాన్ని నిర్ధారించడంలో మరియు అతి-సన్నని బ్యాండ్ కచ్చితత్వంలో లేజర్ అవుట్‌పుట్‌ను సాధించాల్సిన అవసరం ఉంది. అయితే, ఈ కచ్చితమైన తరంగదైర్ఘ్యం గల మైక్రోడిస్క్ మరియు నానోడిస్క్ లేజర్‌లను పెద్ద ఎత్తున తయారు చేయడం ఇప్పటికీ ఒక సవాలుగా ఉంది. ప్రస్తుత నానోఫ్యాబ్రికేషన్ ప్రక్రియలు డిస్క్ వ్యాసంలో యాదృచ్ఛికతను కలిగిస్తాయి, ఇది లేజర్ భారీ ప్రాసెసింగ్ మరియు ఉత్పత్తిలో ఒక నిర్దిష్ట తరంగదైర్ఘ్యాన్ని పొందడాన్ని కష్టతరం చేస్తుంది. ఇప్పుడు, హార్వర్డ్ మెడికల్ స్కూల్ మరియు మసాచుసెట్స్ జనరల్ హాస్పిటల్ యొక్క వెల్‌మాన్ సెంటర్ ఫర్ నుండి పరిశోధకుల బృందంఆప్టోఎలక్ట్రానిక్ మెడిసిన్సబ్‌నానోమీటర్ కచ్చితత్వంతో మైక్రోడిస్క్ లేజర్ యొక్క తరంగదైర్ఘ్యాన్ని ఖచ్చితంగా ట్యూన్ చేయడానికి సహాయపడే ఒక వినూత్న ఆప్టోకెమికల్ (PEC) ఎచింగ్ టెక్నిక్‌ను అభివృద్ధి చేసింది. ఈ పరిశోధన అడ్వాన్స్‌డ్ ఫోటోనిక్స్ జర్నల్‌లో ప్రచురించబడింది.

ఫోటోకెమికల్ ఎచింగ్
నివేదికల ప్రకారం, ఈ బృందం యొక్క కొత్త పద్ధతి, కచ్చితమైన, ముందుగా నిర్ధారించిన ఉద్గార తరంగదైర్ఘ్యాలతో మైక్రో-డిస్క్ లేజర్‌లు మరియు నానోడిస్క్ లేజర్ శ్రేణుల తయారీని సాధ్యం చేస్తుంది. ఈ పురోగతికి కీలకం PEC ఎచింగ్ వాడకం. ఇది మైక్రోడిస్క్ లేజర్ యొక్క తరంగదైర్ఘ్యాన్ని సూక్ష్మంగా సర్దుబాటు చేయడానికి సమర్థవంతమైన మరియు విస్తరించదగిన మార్గాన్ని అందిస్తుంది. పై ఫలితాలలో, ఈ బృందం ఇండియం ఫాస్ఫైడ్ కాలమ్ నిర్మాణంపై సిలికాతో కప్పబడిన ఇండియం గాలియం ఆర్సెనైడ్ ఫాస్ఫేటింగ్ మైక్రోడిస్క్‌లను విజయవంతంగా పొందింది. ఆ తర్వాత వారు, పలుచని సల్ఫ్యూరిక్ ఆమ్ల ద్రావణంలో ఫోటోకెమికల్ ఎచింగ్ చేయడం ద్వారా ఈ మైక్రోడిస్క్‌ల లేజర్ తరంగదైర్ఘ్యాన్ని ఒక నిర్ధారిత విలువకు కచ్చితంగా సర్దుబాటు చేశారు.
వారు నిర్దిష్ట ఫోటోకెమికల్ (PEC) ఎచింగ్‌ల యొక్క యంత్రాంగాలను మరియు గతిశీలతను కూడా పరిశోధించారు. చివరగా, వారు వేర్వేరు లేజర్ తరంగదైర్ఘ్యాలతో స్వతంత్ర, వివిక్త లేజర్ కణాలను ఉత్పత్తి చేయడానికి, తరంగదైర్ఘ్యం-ట్యూన్ చేయబడిన మైక్రోడిస్క్ శ్రేణిని ఒక పాలిడైమిథైల్‌సిలోక్సేన్ సబ్‌స్ట్రేట్‌పైకి బదిలీ చేశారు. ఫలితంగా ఏర్పడిన మైక్రోడిస్క్, లేజర్ ఉద్గారం యొక్క అల్ట్రా-వైడ్‌బ్యాండ్ బ్యాండ్‌విడ్త్‌ను ప్రదర్శిస్తుంది,లేజర్కాలమ్‌పై 0.6 nm కంటే తక్కువ మరియు వివిక్త కణం 1.5 nm కంటే తక్కువ.

బయోమెడికల్ అనువర్తనాలకు మార్గం సుగమం చేయడం
ఈ ఫలితం అనేక కొత్త నానోఫోటోనిక్స్ మరియు బయోమెడికల్ అనువర్తనాలకు మార్గం సుగమం చేస్తుంది. ఉదాహరణకు, స్వతంత్ర మైక్రోడిస్క్ లేజర్‌లు భిన్నమైన జీవ నమూనాలకు భౌతిక-ఆప్టికల్ బార్‌కోడ్‌లుగా పనిచేయగలవు, తద్వారా నిర్దిష్ట కణ రకాలను గుర్తించడం మరియు మల్టీప్లెక్స్ విశ్లేషణలో నిర్దిష్ట అణువులను లక్ష్యంగా చేసుకోవడం సాధ్యమవుతుంది. ప్రస్తుతం, కణ రకం-నిర్దిష్ట లేబులింగ్ అనేది ఆర్గానిక్ ఫ్లోరోఫోర్‌లు, క్వాంటం డాట్‌లు మరియు ఫ్లోరోసెంట్ పూసల వంటి విస్తృత ఉద్గార లైన్‌విడ్త్‌లను కలిగి ఉన్న సాంప్రదాయ బయోమార్కర్‌లను ఉపయోగించి నిర్వహిస్తున్నారు. అందువల్ల, ఒకే సమయంలో కొన్ని నిర్దిష్ట కణ రకాలను మాత్రమే గుర్తించడం సాధ్యమవుతుంది. దీనికి విరుద్ధంగా, మైక్రోడిస్క్ లేజర్ యొక్క అతి-సన్నని బ్యాండ్ కాంతి ఉద్గారం ఒకే సమయంలో మరిన్ని కణ రకాలను గుర్తించగలుగుతుంది.
ఈ బృందం, కల్చర్ చేయబడిన సాధారణ రొమ్ము ఎపిథీలియల్ కణాలు MCF10Aకు లేబుల్ చేయడానికి, ఖచ్చితంగా ట్యూన్ చేయబడిన మైక్రోడిస్క్ లేజర్ కణాలను బయోమార్కర్లుగా 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 తీసుకురాగలవు. PEC ఎచింగ్ ఆధారిత ఈ సాంకేతికత మైక్రోడిస్క్ లేజర్‌లలో ఒక ప్రధాన పురోగతిని సూచిస్తుంది. ఈ పద్ధతి యొక్క విస్తరణ సామర్థ్యం, ​​అలాగే దాని సబ్‌నానోమీటర్ ఖచ్చితత్వం, నానోఫోటోనిక్స్ మరియు బయోమెడికల్ పరికరాలలో లేజర్‌ల యొక్క లెక్కలేనన్ని అనువర్తనాలకు, అలాగే నిర్దిష్ట కణ సమూహాలు మరియు విశ్లేషణాత్మక అణువుల కోసం బార్‌కోడ్‌లకు కొత్త అవకాశాలను తెరుస్తుంది.