एक अमेरिकी टीम ने माइक्रोडिस्क लेजर को ट्यून करने की एक नई विधि प्रस्तावित की है

हार्वर्ड मेडिकल स्कूल (एचएमएस) और एमआईटी जनरल हॉस्पिटल के एक संयुक्त अनुसंधान दल का कहना है कि उन्होंने पीईसी एचिंग विधि का उपयोग करके एक माइक्रोडिस्क लेजर के आउटपुट को ट्यून करने में सफलता प्राप्त कर ली है, जिससे नैनोफोटोनिक्स और बायोमेडिसिन के लिए एक नया स्रोत "आशाजनक" बन गया है।

(माइक्रोडिस्क लेजर का आउटपुट PEC एचिंग विधि द्वारा समायोजित किया जा सकता है)

के क्षेत्रों मेंनैनोफोटोनिक्सऔर बायोमेडिसिन, माइक्रोडिस्कपराबैंगनीकिरणऔर नैनोडिस्क लेजर आशाजनक बन गए हैंप्रकाश स्रोतऔर जांच। ऑन-चिप फोटोनिक संचार, ऑन-चिप बायोइमेजिंग, बायोकेमिकल सेंसिंग और क्वांटम फोटॉन सूचना प्रसंस्करण जैसे कई अनुप्रयोगों में, उन्हें तरंगदैर्ध्य और अल्ट्रा-संकीर्ण बैंड सटीकता निर्धारित करने में लेजर आउटपुट प्राप्त करने की आवश्यकता होती है। हालांकि, बड़े पैमाने पर इस सटीक तरंगदैर्ध्य के माइक्रोडिस्क और नैनोडिस्क लेजर का निर्माण करना चुनौतीपूर्ण बना हुआ है। वर्तमान नैनोफैब्रिकेशन प्रक्रियाएं डिस्क व्यास की यादृच्छिकता का परिचय देती हैं, जिससे लेजर मास प्रोसेसिंग और उत्पादन में एक निर्धारित तरंगदैर्ध्य प्राप्त करना मुश्किल हो जाता है। अब, हार्वर्ड मेडिकल स्कूल और मैसाचुसेट्स जनरल हॉस्पिटल के वेलमैन सेंटर फॉर लेजर के शोधकर्ताओं की एक टीमऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक चिकित्साने एक अभिनव ऑप्टोकेमिकल (पीईसी) नक्काशी तकनीक विकसित की है जो सबनैनोमीटर सटीकता के साथ एक माइक्रोडिस्क लेजर की लेजर तरंगदैर्ध्य को ठीक से ट्यून करने में मदद करती है। यह कार्य एडवांस्ड फोटोनिक्स पत्रिका में प्रकाशित हुआ है।

प्रकाश रासायनिक नक़्काशी
रिपोर्ट के अनुसार, टीम की नई विधि सटीक, पूर्वनिर्धारित उत्सर्जन तरंगदैर्ध्य के साथ माइक्रो-डिस्क लेजर और नैनोडिस्क लेजर सरणियों के निर्माण को सक्षम बनाती है। इस सफलता की कुंजी PEC नक़्काशी का उपयोग है, जो एक माइक्रोडिस्क लेजर की तरंगदैर्ध्य को ठीक करने के लिए एक कुशल और स्केलेबल तरीका प्रदान करता है। उपरोक्त परिणामों में, टीम ने इंडियम फॉस्फाइड कॉलम संरचना पर सिलिका से ढके इंडियम गैलियम आर्सेनाइड फॉस्फेटिंग माइक्रोडिस्क को सफलतापूर्वक प्राप्त किया। फिर उन्होंने सल्फ्यूरिक एसिड के एक पतले घोल में फोटोकैमिकल नक़्काशी करके इन माइक्रोडिस्क की लेजर तरंगदैर्ध्य को एक निर्धारित मूल्य पर ठीक से ट्यून किया।
उन्होंने विशिष्ट फोटोकैमिकल (पीईसी) नक्काशी के तंत्र और गतिशीलता की भी जांच की। अंत में, उन्होंने तरंगदैर्ध्य-ट्यून्ड माइक्रोडिस्क सरणी को पॉलीडिमिथाइलसिलोक्सेन सब्सट्रेट पर स्थानांतरित किया ताकि अलग-अलग लेजर तरंगदैर्ध्य वाले स्वतंत्र, पृथक लेजर कण उत्पन्न किए जा सकें। परिणामी माइक्रोडिस्क लेजर उत्सर्जन की एक अल्ट्रा-वाइडबैंड बैंडविड्थ दिखाता है, जिसमेंलेज़रस्तंभ पर 0.6 एनएम से कम और पृथक कण पर 1.5 एनएम से कम।

बायोमेडिकल अनुप्रयोगों के लिए द्वार खोलना
यह परिणाम कई नए नैनोफोटोनिक्स और बायोमेडिकल अनुप्रयोगों के लिए द्वार खोलता है। उदाहरण के लिए, स्टैंड-अलोन माइक्रोडिस्क लेजर विषम जैविक नमूनों के लिए भौतिक-ऑप्टिकल बारकोड के रूप में काम कर सकते हैं, जिससे विशिष्ट कोशिका प्रकारों की लेबलिंग और मल्टीप्लेक्स विश्लेषण में विशिष्ट अणुओं को लक्षित करना संभव हो जाता है। कोशिका प्रकार-विशिष्ट लेबलिंग वर्तमान में पारंपरिक बायोमार्कर, जैसे कि कार्बनिक फ्लोरोफोर, क्वांटम डॉट्स और फ्लोरोसेंट बीड्स का उपयोग करके की जाती है, जिनमें व्यापक उत्सर्जन लाइनविड्थ होते हैं। इस प्रकार, केवल कुछ विशिष्ट कोशिका प्रकारों को एक ही समय में लेबल किया जा सकता है। इसके विपरीत, एक माइक्रोडिस्क लेजर का अल्ट्रा-संकीर्ण बैंड प्रकाश उत्सर्जन एक ही समय में अधिक कोशिका प्रकारों की पहचान करने में सक्षम होगा।
टीम ने बायोमार्कर के रूप में सटीक रूप से ट्यून किए गए माइक्रोडिस्क लेजर कणों का परीक्षण किया और सफलतापूर्वक उनका प्रदर्शन किया, उनका उपयोग सुसंस्कृत सामान्य स्तन उपकला कोशिकाओं MCF10A को लेबल करने के लिए किया। अपने अल्ट्रा-वाइडबैंड उत्सर्जन के साथ, ये लेजर संभावित रूप से बायोसेंसिंग में क्रांति ला सकते हैं, साइटोडायनामिक इमेजिंग, फ्लो साइटोमेट्री और मल्टी-ओमिक्स विश्लेषण जैसी सिद्ध बायोमेडिकल और ऑप्टिकल तकनीकों का उपयोग करते हुए। PEC नक़्क़ाशी पर आधारित तकनीक माइक्रोडिस्क लेजर में एक बड़ी प्रगति को चिह्नित करती है। विधि की मापनीयता, साथ ही इसकी सबनैनोमीटर परिशुद्धता, नैनोफोटोनिक्स और बायोमेडिकल उपकरणों में लेजर के अनगिनत अनुप्रयोगों के लिए नई संभावनाओं को खोलती है, साथ ही विशिष्ट कोशिका आबादी और विश्लेषणात्मक अणुओं के लिए बारकोड भी।