एक अमेरिकी टीम ने माइक्रोडिस्क लेजरों को ट्यून करने की एक नई विधि का प्रस्ताव दिया है।

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

(माइक्रोडिस्क लेजर के आउटपुट को पीईसी एचिंग विधि द्वारा समायोजित किया जा सकता है)

के क्षेत्रों मेंनैनोफोटोनिक्सऔर जैव चिकित्सा, माइक्रोडिस्कपराबैंगनीकिरणऔर नैनोडिस्क लेजर आशाजनक बन गए हैं।प्रकाश स्रोतऔर जांच उपकरण। ऑन-चिप फोटोनिक संचार, ऑन-चिप बायोइमेजिंग, जैव रासायनिक संवेदन और क्वांटम फोटॉन सूचना प्रसंस्करण जैसे कई अनुप्रयोगों में, उन्हें तरंगदैर्ध्य निर्धारण और अति-संकीर्ण बैंड सटीकता में लेजर आउटपुट प्राप्त करने की आवश्यकता होती है। हालांकि, इस सटीक तरंगदैर्ध्य के माइक्रोडिस्क और नैनोडिस्क लेजर का बड़े पैमाने पर निर्माण करना अभी भी चुनौतीपूर्ण है। वर्तमान नैनोफैब्रिकेशन प्रक्रियाएं डिस्क व्यास की अनियमितता उत्पन्न करती हैं, जिससे लेजर के बड़े पैमाने पर प्रसंस्करण और उत्पादन में एक निश्चित तरंगदैर्ध्य प्राप्त करना मुश्किल हो जाता है। अब, हार्वर्ड मेडिकल स्कूल और मैसाचुसेट्स जनरल हॉस्पिटल के वेलमैन सेंटर के शोधकर्ताओं की एक टीम नेऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक चिकित्साएक अभिनव ऑप्टोकेमिकल (PEC) एचिंग तकनीक विकसित की है जो सबनैनोमीटर सटीकता के साथ माइक्रोडिस्क लेजर की तरंगदैर्ध्य को सटीक रूप से समायोजित करने में मदद करती है। यह शोध कार्य एडवांस्ड फोटोनिक्स नामक पत्रिका में प्रकाशित हुआ है।

फोटोकेमिकल नक़्क़ाशी
रिपोर्ट्स के अनुसार, टीम की नई विधि से सटीक, पूर्व-निर्धारित उत्सर्जन तरंग दैर्ध्य वाले माइक्रो-डिस्क लेजर और नैनोडिस्क लेजर सरणियों का निर्माण संभव हो गया है। इस सफलता की कुंजी पीईसी एचिंग का उपयोग है, जो माइक्रोडिस्क लेजर की तरंग दैर्ध्य को ठीक से समायोजित करने का एक कुशल और स्केलेबल तरीका प्रदान करता है। उपरोक्त परिणामों में, टीम ने इंडियम फॉस्फाइड स्तंभ संरचना पर सिलिका से ढके इंडियम गैलियम आर्सेनाइड फॉस्फेटिंग माइक्रोडिस्क सफलतापूर्वक प्राप्त किए। फिर उन्होंने सल्फ्यूरिक एसिड के तनु विलयन में फोटोकेमिकल एचिंग करके इन माइक्रोडिस्क की लेजर तरंग दैर्ध्य को एक निर्धारित मान पर सटीक रूप से समायोजित किया।
उन्होंने विशिष्ट फोटोकेमिकल (PEC) एचिंग की क्रियाविधियों और गतिशीलता का भी अध्ययन किया। अंत में, उन्होंने तरंगदैर्ध्य-ट्यून किए गए माइक्रोडिस्क सरणी को पॉलीडाइमिथाइलसिलोक्सेन सब्सट्रेट पर स्थानांतरित करके विभिन्न लेजर तरंगदैर्ध्य वाले स्वतंत्र, पृथक लेजर कणों का उत्पादन किया। परिणामी माइक्रोडिस्क लेजर उत्सर्जन की अल्ट्रा-वाइडबैंड बैंडविड्थ प्रदर्शित करता है, जिसमेंलेज़रकॉलम पर कण का आकार 0.6 एनएम से कम और पृथक कण का आकार 1.5 एनएम से कम है।

जैवचिकित्सा अनुप्रयोगों के द्वार खोलना
इस परिणाम से नैनोफोटोनिक्स और जैवचिकित्सा के क्षेत्र में कई नए अनुप्रयोगों के द्वार खुलते हैं। उदाहरण के लिए, स्वतंत्र माइक्रोडिस्क लेजर विभिन्न प्रकार के जैविक नमूनों के लिए भौतिक-प्रकाशिक बारकोड के रूप में कार्य कर सकते हैं, जिससे विशिष्ट कोशिका प्रकारों को चिह्नित करना और मल्टीप्लेक्स विश्लेषण में विशिष्ट अणुओं को लक्षित करना संभव हो जाता है। कोशिका प्रकार-विशिष्ट लेबलिंग वर्तमान में कार्बनिक फ्लोरोफोर, क्वांटम डॉट्स और फ्लोरोसेंट बीड्स जैसे पारंपरिक बायोमार्करों का उपयोग करके की जाती है, जिनकी उत्सर्जन रेखा चौड़ाई अधिक होती है। इस प्रकार, एक ही समय में केवल कुछ विशिष्ट कोशिका प्रकारों को ही चिह्नित किया जा सकता है। इसके विपरीत, माइक्रोडिस्क लेजर के अति-संकीर्ण बैंड प्रकाश उत्सर्जन से एक ही समय में अधिक कोशिका प्रकारों की पहचान की जा सकेगी।
टीम ने सटीक रूप से ट्यून किए गए माइक्रोडिस्क लेजर कणों का बायोमार्कर के रूप में परीक्षण किया और सफलतापूर्वक प्रदर्शित किया, जिनका उपयोग संवर्धित सामान्य स्तन उपकला कोशिकाओं MCF10A को लेबल करने के लिए किया गया। अपने अल्ट्रा-वाइडबैंड उत्सर्जन के साथ, ये लेजर साइटोडायनामिक इमेजिंग, फ्लो साइटोमेट्री और मल्टी-ओमिक्स विश्लेषण जैसी सिद्ध जैवचिकित्सा और ऑप्टिकल तकनीकों का उपयोग करके बायोसेसिंग में क्रांति ला सकते हैं। PEC एचिंग पर आधारित यह तकनीक माइक्रोडिस्क लेजर के क्षेत्र में एक महत्वपूर्ण प्रगति है। इस विधि की स्केलेबिलिटी और इसकी सबनैनोमीटर परिशुद्धता, नैनोफोटोनिक्स और जैवचिकित्सा उपकरणों में लेजर के अनगिनत अनुप्रयोगों के साथ-साथ विशिष्ट कोशिका समूहों और विश्लेषणात्मक अणुओं के लिए बारकोड के लिए नई संभावनाएं खोलती है।