Source laser pour biocapteurs

Dans le domaine de la photonique nano, les scientifiques pour la première fois réussi à intégrer un laser pointeur 30000mw avec un milieu de gain organique sur une puce photonique en silicium. Cette approche est d’un énorme potentiel de biocapteurs à faible coût qui pourrait être utilisé pour le diagnostic quasi-patient une fois et sans aucune dépense de stérilisation similaire aux bandes d’aujourd’hui pour mesurer la glycémie. Les chercheurs présentent maintenant le nouveau laser dans Nature Communications.

Ceci est la première fois des lasers organiques ont été intégrés sur une seule puce photoniques de silicium, Christian Koos, chercheur de l’Institut de photonique et KIT Quantum Electronics (QP) et l’Institut de technologie microstructure (IMT), les rapports. «Le principal avantage des lasers consiste dans le fait que la production de grandes séries est associée à de faibles coûts. À long terme, la fabrication à un prix de quelques cents par laser reglage carabine pourrait être possible. »

L’un des principaux défis associés à la fabrication de puces optiques consiste à intégrer un certain nombre de composants sur un substrat à faible coût. Depuis quelques années, il a été possible de produire des composants optiques à partir de silicium. Cette soi-disant la photonique sur silicium utilisations très développé des procédés de fabrication nanotechnologiques de la microélectronique et permet à la production peu coûteuse d’un grand nombre de haute performance des composants photoniques. De tels composants de fractions d’un micromètre de taille peut contribuer à rendre la technologie de l’information plus économes en énergie et sont très adaptés pour biocapteurs compacts.

Le problème de l’intégration des sources de lumière sur la puce, cependant, restait en suspens, comme le semi-conducteur de silicium est peu adapté comme un émetteur de lumière en raison de sa structure électronique. Pendant le transfert d’électrons entre différents états énergétiquement, l’énergie est de préférence libérée sous forme de chaleur plutôt que de la lumière.

Les chercheurs du KIT ont maintenant mis au point une nouvelle classe de lasers dans le domaine infrarouge. A cet effet, ils se combinent au silicium nano guides d’ondes avec un polymère dopé avec un colorant organique. L’énergie nécessaire pour faire fonctionner ce laser « biologique » est fourni par le haut, verticalement par rapport à la surface de la puce, par une source lumineuse pulsée. La lumière laser produite est directement couplé à un guide d’ondes nano de silicium. Les chercheurs ont réussi à produire un rayonnement laser vert stylo pulsé d’une longueur d’onde de 1310 nm et une puissance de crête supérieure à 1 watt sur une puce. Les nouveaux lasers infrarouges sont présentés dans la revue Nature Communications. Par l’utilisation de divers colorants et des résonateurs laser, la longueur d’onde du rayonnement laser peut être variée sur une large gamme.