એક અમેરિકન ટીમ માઇક્રોડિસ્ક લેસરોને ટ્યુન કરવા માટે એક નવી પદ્ધતિનો પ્રસ્તાવ મૂકે છે

હાર્વર્ડ મેડિકલ સ્કૂલ (HMS) અને MIT જનરલ હોસ્પિટલની સંયુક્ત સંશોધન ટીમ કહે છે કે તેઓએ PEC એચિંગ પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરીને માઇક્રોડિસ્ક લેસરના આઉટપુટનું ટ્યુનિંગ પ્રાપ્ત કર્યું છે, જે નેનોફોટોનિક્સ અને બાયોમેડિસિન માટે એક નવો સ્ત્રોત "આશાસ્પદ" બનાવે છે.

(માઈક્રોડિસ્ક લેસરનું આઉટપુટ PEC એચિંગ પદ્ધતિ દ્વારા ગોઠવી શકાય છે)

ના ક્ષેત્રોમાંનેનોફોટોનિક્સઅને બાયોમેડિસિન, માઇક્રોડિસ્કલેસરોઅને નેનોડિસ્ક લેસરો આશાસ્પદ બન્યા છેપ્રકાશ સ્ત્રોતોઅને પ્રોબ્સ. ઓન-ચિપ ફોટોનિક કોમ્યુનિકેશન, ઓન-ચિપ બાયોઇમેજિંગ, બાયોકેમિકલ સેન્સિંગ અને ક્વોન્ટમ ફોટોન ઇન્ફર્મેશન પ્રોસેસિંગ જેવા અનેક એપ્લિકેશનોમાં, તેમને તરંગલંબાઇ અને અલ્ટ્રા-નેરો બેન્ડ ચોકસાઈ નક્કી કરવામાં લેસર આઉટપુટ પ્રાપ્ત કરવાની જરૂર છે. જો કે, આ ચોક્કસ તરંગલંબાઇના માઇક્રોડિસ્ક અને નેનોડિસ્ક લેસરનું મોટા પાયે ઉત્પાદન કરવું પડકારજનક રહે છે. વર્તમાન નેનોફેબ્રિકેશન પ્રક્રિયાઓ ડિસ્ક વ્યાસની રેન્ડમનેસ રજૂ કરે છે, જે લેસર માસ પ્રોસેસિંગ અને ઉત્પાદનમાં સેટ તરંગલંબાઇ મેળવવાનું મુશ્કેલ બનાવે છે. હવે, હાર્વર્ડ મેડિકલ સ્કૂલ અને મેસેચ્યુસેટ્સ જનરલ હોસ્પિટલના વેલમેન સેન્ટરના સંશોધકોની એક ટીમઓપ્ટોઇલેક્ટ્રોનિક મેડિસિનએક નવીન ઓપ્ટોકેમિકલ (PEC) એચિંગ ટેકનિક વિકસાવી છે જે સબનેનોમીટર ચોકસાઈ સાથે માઇક્રોડિસ્ક લેસરની લેસર તરંગલંબાઇને ચોક્કસ રીતે ટ્યુન કરવામાં મદદ કરે છે. આ કાર્ય જર્નલ એડવાન્સ્ડ ફોટોનિક્સ માં પ્રકાશિત થયું છે.

ફોટોકેમિકલ એચિંગ
અહેવાલો અનુસાર, ટીમની નવી પદ્ધતિ ચોક્કસ, પૂર્વનિર્ધારિત ઉત્સર્જન તરંગલંબાઇ સાથે માઇક્રો-ડિસ્ક લેસર અને નેનોડિસ્ક લેસર એરેનું ઉત્પાદન સક્ષમ બનાવે છે. આ સફળતાની ચાવી PEC એચિંગનો ઉપયોગ છે, જે માઇક્રોડિસ્ક લેસરની તરંગલંબાઇને ફાઇન-ટ્યુન કરવા માટે એક કાર્યક્ષમ અને સ્કેલેબલ રીત પૂરી પાડે છે. ઉપરોક્ત પરિણામોમાં, ટીમે ઇન્ડિયમ ફોસ્ફાઇડ કોલમ સ્ટ્રક્ચર પર સિલિકાથી ઢંકાયેલ ઇન્ડિયમ ગેલિયમ આર્સેનાઇડ ફોસ્ફેટિંગ માઇક્રોડિસ્ક સફળતાપૂર્વક મેળવ્યા. ત્યારબાદ તેઓએ સલ્ફ્યુરિક એસિડના પાતળા દ્રાવણમાં ફોટોકેમિકલ એચિંગ કરીને આ માઇક્રોડિસ્કની લેસર તરંગલંબાઇને ચોક્કસ રીતે નિર્ધારિત મૂલ્ય સુધી ટ્યુન કરી.
તેઓએ ચોક્કસ ફોટોકેમિકલ (PEC) એચિંગ્સની પદ્ધતિઓ અને ગતિશીલતાની પણ તપાસ કરી. અંતે, તેઓએ વિવિધ લેસર તરંગલંબાઇ સાથે સ્વતંત્ર, અલગ લેસર કણો ઉત્પન્ન કરવા માટે તરંગલંબાઇ-ટ્યુન કરેલ માઇક્રોડિસ્ક એરેને પોલિડાઇમિથિલસિલોક્સેન સબસ્ટ્રેટ પર સ્થાનાંતરિત કર્યું. પરિણામી માઇક્રોડિસ્ક લેસર ઉત્સર્જનની અલ્ટ્રા-વાઇડબેન્ડ બેન્ડવિડ્થ દર્શાવે છે, જેમાંલેસર0.6 nm કરતા ઓછા સ્તંભ પર અને 1.5 nm કરતા ઓછા અલગ કણ પર.

બાયોમેડિકલ એપ્લિકેશન્સ માટે દ્વાર ખોલવા
આ પરિણામ ઘણા નવા નેનોફોટોનિક્સ અને બાયોમેડિકલ એપ્લિકેશનો માટે દરવાજા ખોલે છે. ઉદાહરણ તરીકે, સ્ટેન્ડ-અલોન માઇક્રોડિસ્ક લેસરો વિજાતીય જૈવિક નમૂનાઓ માટે ભૌતિક-ઓપ્ટિકલ બારકોડ તરીકે સેવા આપી શકે છે, જે ચોક્કસ કોષ પ્રકારોનું લેબલિંગ અને મલ્ટિપ્લેક્સ વિશ્લેષણમાં ચોક્કસ અણુઓનું લક્ષ્યીકરણ સક્ષમ બનાવે છે. સેલ પ્રકાર-વિશિષ્ટ લેબલિંગ હાલમાં પરંપરાગત બાયોમાર્કર્સનો ઉપયોગ કરીને કરવામાં આવે છે, જેમ કે ઓર્ગેનિક ફ્લોરોફોર્સ, ક્વોન્ટમ બિંદુઓ અને ફ્લોરોસન્ટ મણકા, જેમાં વિશાળ ઉત્સર્જન રેખાવિડ્થ હોય છે. આમ, એક જ સમયે ફક્ત થોડા ચોક્કસ કોષ પ્રકારોને લેબલ કરી શકાય છે. તેનાથી વિપરીત, માઇક્રોડિસ્ક લેસરનું અલ્ટ્રા-નેરો બેન્ડ લાઇટ ઉત્સર્જન એક જ સમયે વધુ કોષ પ્રકારોને ઓળખવામાં સક્ષમ હશે.
ટીમે બાયોમાર્કર્સ તરીકે ચોક્કસ રીતે ટ્યુન કરેલા માઇક્રોડિસ્ક લેસર કણોનું પરીક્ષણ કર્યું અને સફળતાપૂર્વક પ્રદર્શન કર્યું, જેનો ઉપયોગ કલ્ચર્ડ સામાન્ય સ્તન ઉપકલા કોષો MCF10A ને લેબલ કરવા માટે કરવામાં આવ્યો. તેમના અલ્ટ્રા-વાઇડબેન્ડ ઉત્સર્જન સાથે, આ લેસરો સાયટોડાયનેમિક ઇમેજિંગ, ફ્લો સાયટોમેટ્રી અને મલ્ટી-ઓમિક્સ વિશ્લેષણ જેવી સાબિત બાયોમેડિકલ અને ઓપ્ટિકલ તકનીકોનો ઉપયોગ કરીને બાયોસેન્સિંગમાં સંભવિત ક્રાંતિ લાવી શકે છે. PEC એચિંગ પર આધારિત ટેકનોલોજી માઇક્રોડિસ્ક લેસરોમાં એક મોટી પ્રગતિ દર્શાવે છે. પદ્ધતિની સ્કેલેબિલિટી, તેમજ તેની સબનેનોમીટર ચોકસાઇ, નેનોફોટોનિક્સ અને બાયોમેડિકલ ઉપકરણોમાં લેસરોના અસંખ્ય એપ્લિકેશનો તેમજ ચોક્કસ કોષ વસ્તી અને વિશ્લેષણાત્મક અણુઓ માટે બારકોડ માટે નવી શક્યતાઓ ખોલે છે.