a, la síntesis esquemática de microcristales híbridos ZJU-68 ensamblados por colorante jerárquicamente. bi, las micrografías ópticas de ZJU-68 (b) y microcristales ZJU-68 ensamblados por colorante jerárquicamente (c-i), barra de escala, 10 μm. Crédito:Huajun He, Yuanjing Cui, Hongjun Li, Kai Shao, Banglin Chen y Guodong Qian
Dado que diferentes tejidos, Las células o los productos bioquímicos tienen diferentes (como ópticos, térmicas y acústicas) a diferentes longitudes de onda de luz, una fuente de luz con salida multicolor de visible a infrarrojo cercano (NIR) proporciona los fundamentos para la detección / generación de imágenes multimodales / multidimensionales. Por otra parte, las propiedades de polarización de la luz brindan una oportunidad para el análisis y procesamiento de señales de luz dispersas y también pueden ayudar a obtener información estructural rica en materiales biológicos. Además, Los micro-nano láseres monomodo cumplen los requisitos de aplicación de los dispositivos fotónicos miniaturizados con una alta precisión de información. evitar señales falsas e interferencias superpuestas de diferentes señales ópticas, que tienen el potencial de lograr la detección / formación de imágenes específicas de varias células y moléculas cuando se combinan con características de salida de varios colores. Si un material puede combinar las ventajas de la salida multicolor de banda ancha, polarización y micro-nano láser monomodo, es muy útil para detección o imágenes bioquímicas miniaturizadas multimodo, pero hasta la fecha no existe un informe de los materiales correspondientes.
En un nuevo artículo publicado en Ciencias de la luz y aplicaciones , un grupo de investigación dirigido por el profesor Guodong Qian del State Key Laboratory of Silicon Materials, Centro Cyrus Tang para materiales y aplicaciones de sensores, Escuela de Ciencia e Ingeniería de Materiales, Universidad de Zhejiang, China ha informado del ensamblaje jerárquico de diferentes moléculas de colorante basado en un proceso de homoepitaxia en un microrresonador de marco orgánico metálico (MOF) híbrido huésped-huésped para lograr un láser polarizado monomodo de hasta tres longitudes de onda en verde. rojo y NIR. El ensamblaje segmentado y orientado de diferentes moléculas de colorante dentro del microcristal MOF (llamado ZJU-68) que actúa como un resonador acortado, Ayuda a lograr láser monomodo multicolor controlable dinámicamente con un umbral bajo de láser de tres colores de ~ 1,72 mJ / cm 2 y grado de polarización> 99,9%. Es más, el láser monomodo de tres colores resultante posee la mayor cobertura de longitud de onda de ~ 186 nm (rango de ~ 534 nm a ~ 720 nm) jamás reportada. Los investigadores resumieron sus ideas:
"Es bien sabido que el efecto de confinamiento espacial de la estructura organometálica puede reducir en gran medida la extinción causada por la agregación (ACQ) de los sistemas de colorantes orgánicos. Sin embargo, cuando necesitamos cargar diferentes moléculas de tinte para ampliar la banda de emisión, ¿Cómo deberíamos tratar de evitar su transferencia de energía adversa entre ellos? especialmente para el sistema láser que requiere una ganancia óptica extremadamente grande? Afortunadamente, encontramos una de las soluciones, esa es la combinación de ensamblaje in situ y crecimiento epitaxial ".
C.A, los espectros de láser monomodo de diferentes segmentos de cristal cargados con colorante en un único microcristal de colorantes ZJU-68 \ beta jerárquicamente híbrido. D, el láser monomodo anisotrópico de tres colores en el microcristal híbrido. mi, El rendimiento de escaneo láser en un único microcristal híbrido jerárquico. Barra de escala, Crédito de 10 μm:Huajun He, Yuanjing Cui, Hongjun Li, Kai Shao, Banglin Chen y Guodong Qian
"Por supuesto, la coincidencia de tamaño entre los canales de la estructura del anfitrión y las moléculas de colorante es también un factor importante para el ensamblaje jerárquico final exitoso. Porque necesitamos los segmentos de cristal cargados de colorante preparados para no filtrar las moléculas de colorante anteriores durante el proceso de crecimiento epitaxial ", agregaron.
"Estos microcristales híbridos basados en MOF pueden excitarse regionalmente de forma selectiva para producir láser de modo único polarizado linealmente en verde, rojo, e infrarrojo cercano, que será potencial en la detección / formación de imágenes bioquímicas multimodales y el procesamiento de información de fotones en chip, "concluyen los investigadores.
