Trampeo óptico a gran escala utilizando un microresonador de botella protegido con gradiente de espesor

Área de la Ciencia:

• Óptica y Fotónica
• Ingeniería Biomédica
• Ciencia de Materiales

Sus antecedentes:

• El trampeo óptico de campo cercano tiene potencial en la investigación de biopartículas, pero sufre de baja eficiencia y poca profundidad de penetración.
• Los métodos existentes son sensibles a las perturbaciones de las partículas, lo que limita la robustez y la practicidad.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar un método novedoso de trampeo óptico que supere las limitaciones de los enfoques de campo cercano.
• Demostrar un sistema de trampeo óptico escalable y robusto para la manipulación de biopartículas.

Principales métodos:

• Fabricación de un microresonador de botella hueco de pared delgada con espesor de pared en gradiente.
• Excitación de modos de galería de susurros (WGMs) axiales de alto orden mediante acoplamiento de cono de fibra.
• Utilización de los nodos antinodales de intensidad del campo modal para el trampeo en lugar del campo evanescente.

Principales resultados:

• Se demostró el trampeo óptico a gran escala en un rango axial de más de 195 μm.
• Se logró un umbral de potencia bajo de 0,198 mW para partículas de poliestireno de 500 nm.
• El microresonador de botella protegido con gradiente de espesor (GTP) mostró una robustez mejorada contra las perturbaciones de las partículas.

Conclusiones:

• El microresonador de botella WGM GTP ofrece un marco escalable y robusto para la manipulación óptica.
• Esta tecnología permite el trampeo óptico localizado sintonizable para aplicaciones en análisis de partículas únicas y detección de biopartículas.