微納米盤(pán)激光器最近作為有前途的光源和探針在納米光子學(xué)和生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用。它們能夠?qū)崿F(xiàn)確定性波長(zhǎng)和超窄帶精度的激光，這對(duì)于片上光子通信、片上生物成像、生化傳感和量子光子信息處理等多個(gè)應(yīng)用至關(guān)重要。然而，這種精確波長(zhǎng)微納米盤(pán)激光器的大規(guī)模制造仍然具有挑戰(zhàn)性。目前的納米制造工藝在盤(pán)直徑中引入了隨機(jī)性，使得激光批次中難以實(shí)現(xiàn)確定性波長(zhǎng)。 

為了解決這個(gè)問(wèn)題，來(lái)自哈佛醫(yī)學(xué)院和馬薩諸塞州總醫(yī)院Wellman光醫(yī)學(xué)中心的一組研究人員開(kāi)發(fā)了一種創(chuàng)新的光電化學(xué)(PEC)蝕刻技術(shù)，以亞納米精度精確調(diào)節(jié)微盤(pán)激光器的激光波長(zhǎng)。他們的工作發(fā)表在黃金開(kāi)放存取期刊《先進(jìn)光子學(xué)》上。 

新方法可以制造具有精確和預(yù)定發(fā)射波長(zhǎng)的微和納米激光批。這一突破的關(guān)鍵在于使用PEC蝕刻，這提供了一種高效和可擴(kuò)展的方式來(lái)微調(diào)微盤(pán)激光器的波長(zhǎng)。 

在他們的工作中，研究小組成功地在磷化柱結(jié)構(gòu)上獲得了SiO2封裝的砷化鎵磷化微盤(pán)。然后，他們通過(guò)在稀硫酸溶液中進(jìn)行光電化學(xué)腐蝕，將這些微在他們的工作中，研究小組成功地在磷化柱結(jié)構(gòu)上獲得了SiO2封裝的砷化鎵磷化微盤(pán)。然后，他們通過(guò)在稀硫酸溶液中進(jìn)行光電化學(xué)腐蝕，將這些微盤(pán)的激光波長(zhǎng)精確調(diào)諧到確定性的值。他們還研究了特定PEC腐蝕的機(jī)制和動(dòng)力學(xué)。最后，他們將波長(zhǎng)調(diào)諧的微盤(pán)陣列轉(zhuǎn)移到聚二甲基硅氧烷襯底上，產(chǎn)生具有不同激光波長(zhǎng)的獨(dú)立的孤立激光粒子。由此產(chǎn)生的微盤(pán)顯示出超窄帶寬的激光發(fā)射，柱上激光的帶寬小于0.6 nm，孤立粒子的帶寬小于1.5 nm。 

這個(gè)結(jié)果為許多新的納米光子和生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用打開(kāi)了大門(mén)。例如，獨(dú)立的微盤(pán)激光器可以作為異質(zhì)生物樣品的物理光學(xué)條形碼，使特定細(xì)胞類(lèi)型的標(biāo)記和在復(fù)用分析中特定分子的靶向。 

目前細(xì)胞特異性標(biāo)記主要使用傳統(tǒng)的生物標(biāo)志物，如有機(jī)熒光素、量子點(diǎn)和熒光珠，這些生物標(biāo)志物的發(fā)射線寬較寬，只能同時(shí)標(biāo)記少數(shù)特定的細(xì)胞類(lèi)型。相比之下，微盤(pán)激光器的超窄帶光發(fā)射將使更多的細(xì)胞類(lèi)型同時(shí)被識(shí)別。

因此，研究團(tuán)隊(duì)測(cè)試并成功證明了精確調(diào)諧的微盤(pán)激光粒子作為生物標(biāo)志物，通過(guò)使用它們來(lái)標(biāo)記培養(yǎng)中的活體正常乳腺上皮MCF10A細(xì)胞。由于其超窄帶寬發(fā)射，這些激光可能會(huì)徹底改變使用成熟的生物醫(yī)學(xué)和光學(xué)技術(shù)進(jìn)行的生物傳感，如細(xì)胞動(dòng)力學(xué)成像、流式細(xì)胞術(shù)和多組學(xué)分析。 

基于PEC蝕刻的技術(shù)標(biāo)志著微盤(pán)激光器的重大進(jìn)步。該方法的可擴(kuò)展性，以及其亞納米精度，為這種激光器在納米光子和生物醫(yī)學(xué)設(shè)備中的無(wú)數(shù)應(yīng)用，以及在特定細(xì)胞群體和分析分子的條形碼中發(fā)現(xiàn)的無(wú)數(shù)應(yīng)用開(kāi)辟了新的可能性。

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