{"id":80880,"date":"2015-04-24T09:53:15","date_gmt":"2015-04-24T06:53:15","guid":{"rendered":"http:\/\/www.fyysika.ee\/?p=80880"},"modified":"2015-04-30T09:54:52","modified_gmt":"2015-04-30T06:54:52","slug":"nanoskoopiline-laser-muudab-varvi","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.fyysika.ee\/?p=80880","title":{"rendered":"Loodi mikroskoopiline, muudetava lainepikkusega plasmonlaser"},"content":{"rendered":"<p>USA teadlased on loonud laseri, mis on \u00fchtaegu v\u00e4ga v\u00e4ike ja reguleeritava lainepikkusega. Loodud laser on vaid m\u00f5ne nanomeetri paksune, see koosneb l\u00e4bipaistvate plaatide vahele asetatud ja v\u00e4rvainega \u00fcmbritsetud kulla nanoosakeste ruudustikust. Uue laseri abil loodetakse efektiivsemalt j\u00e4lgida v\u00e4hiuuringutes kasutatavaid biomarkereid.<\/p>\n<div id=\"attachment_80885\" style=\"width: 310px\" class=\"wp-caption alignleft\"><a href=\"http:\/\/www.fyysika.ee\/wp-content\/uploads\/2015\/04\/PW-2015-04-23-Dume-plasmons.jpg\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" aria-describedby=\"caption-attachment-80885\" class=\"wp-image-80885 size-medium\" src=\"http:\/\/www.fyysika.ee\/wp-content\/uploads\/2015\/04\/PW-2015-04-23-Dume-plasmons-300x224.jpg\" alt=\"PW-2015-04-23-Dume-plasmons\" width=\"300\" height=\"224\" srcset=\"https:\/\/www.fyysika.ee\/wp-content\/uploads\/2015\/04\/PW-2015-04-23-Dume-plasmons-300x224.jpg 300w, https:\/\/www.fyysika.ee\/wp-content\/uploads\/2015\/04\/PW-2015-04-23-Dume-plasmons.jpg 700w\" sizes=\"auto, (max-width: 300px) 100vw, 300px\" \/><\/a><p id=\"caption-attachment-80885\" class=\"wp-caption-text\">Vedel laser: just selline n\u00e4eb v\u00e4lja loodud h\u00e4\u00e4lestatav plasmonlaser.<\/p><\/div>\n<p>USA teadlaste loodud seadme skeem on alumisel pildil. Kollased t\u00e4pid on seal kulla nano-osakesed, mis on paigutatud l\u00e4bipaistvate plaatide vahele. Plaatide vahele mahub ka v\u00e4rvaine, mis ergastamisel valgust kiirgab, sarnaselt sellele, mida me n\u00e4eme erinevates luminestsentsikatsetes. Sellist laserstruktuuri pumbati\/ergastati 800nm femtosekundlaseriga. Kriitiliseks pumpamise intensiivsuseks osutus 0,1 mJ\/cm<sup>2<\/sup>\u00a0 ja see on \u00fcsna v\u00e4ike v\u00f5imsus. Kiiratava valguse lainepikkust saab muuta plaatide vahel (ja kulla nano-osakeste \u00fcmber) oleva v\u00e4rvaine parameetreid muutes, kusjuures kiiratava valguse lainepikkust saab muuta vahemikus 850-900nm.<\/p>\n<p>Kui meil on meeles, mismoodi t\u00f6\u00f6tab &#8220;tavaline&#8221; laser <a href=\"http:\/\/xn--pik3-zqa.fi.tartu.ee\/index.php\/book\/view\/3#genericSection1541\" target=\"_blank\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"http:\/\/www.fyysika.ee\/wp-content\/uploads\/2015\/02\/icon_eopik.png\" alt=\"icon_eopik\" width=\"23\" height=\"19\" \/><\/a>, siis on peaks k\u00f5ik selles struktuuris olema enam-v\u00e4hem arusaadav, v\u00e4lja arvatud kulla nano-osakesed. Tsiteerime n\u00fc\u00fcd Tartu \u00dclikooli f\u00fc\u00fcsika magistrandi Ardi Loot&#8217;i magistrit\u00f6\u00f6d:<\/p>\n<p>Paljudes kaasaegsetes optika ja optoelektroonika seadmetes, n\u00e4iteks p\u00e4ikesepaneelides, valgusallikates, telekommunikatsioonis ja sensoorikas, on t\u00e4htis valguse ning aine omavaheline efektiivne interaktsioon. See on aga tugevalt p\u00e4rsitud valguse lainepikkuse ning aatomite\/molekulide suuruse tohutu erinevuse t\u00f5ttu, valguse lainepikkus on pea kolm suurusj\u00e4rku suurem. Traditsiooniliselt on valguse ja aine omavahelise interaktsiooni suurendamiseks kasutatud optilisi elemente nagu l\u00e4\u00e4tsed ja peeglid, millega on v\u00f5imalik valgust fokuseerida, kuid mitte v\u00e4iksemaks punktiks kui l\u00e4bim\u00f5\u00f5duga pool valguse lainepikkust. See on fundamentaalne piirang, mis tuleneb Heisenbergi m\u00e4\u00e4ramatuse printsiibist .<\/p>\n<p>\u00dcks paljut\u00f5otav lahendus on kasutada metallpindu ja -osakesi, et suurendada aine interaktsiooni valgusega. Metalli muudab huvitavaks vabade elektronide v\u00f5nkumine valguse toimel ehk pinnaplasmonresonantsid. Need v\u00f5imaldavad elektromagnetv\u00e4lja energia fokuseerida nanoskaalas m\u00f5\u00f5tmetesse metallipinna l\u00e4hedal. Plasmoonikale (teadussuund, mis tegeleb pinnaplasmon resonantsi fundamentaal- ja rakendusuuringutega) p\u00f6\u00f6ratakse suurt t\u00e4helepanu, kuna selle unikaalsete omaduste t\u00f5ttu on v\u00f5imalik mitmete olemasolevate optiliste ja optoelektrooniliste seadmete efektiivsuse suurendamine mitmeid suurusj\u00e4rke.<\/p>\n<p>\u00dcks tuntuim rakendus on pindv\u00f5imendatud Raman-hajumine (surface-enhanced Raman scattering SERS), mille puhul kasutatakse karedat metallipinda Raman-signaali v\u00f5imendamiseks. Efekt p\u00f5hineb pinnaplasmonresonantsi omadusel neelata valguse energia suurelt alalt ning jaotada elektriv\u00e4lja tugevus \u00fcmber nii, et metalliosakese l\u00e4hedal on tugevalt v\u00f5imendatud v\u00e4li (kuni 1000korda). Kuna Raman-hajumise puhul on tegemist elektriv\u00e4lja tugevuse 4ndast astmest s\u00f5ltuva protsessiga, siis on Raman-signaal v\u00f5imendatud kuni 10<sup>12<\/sup> korda ja seet\u00f5ttu on v\u00f5imalik ka \u00fcksiku molekuli uurimine.<\/p>\n<p>Sarnaselt saab v\u00f5imendada ka aatami\/molekuli spontaanset kiirgust. Eriti suurt huvi pakub see biosensorites ning k\u00f5rglahutusega fluorestsentsmikroskoopides, kus on t\u00e4htis v\u00e4ikese hulga (piirjuhul \u00fche) molekuli efektiivne ergastamine. Erinevalt Raman-hajumisest tuleb n\u00fc\u00fcd arvestada ka sellega, kuidas spontaanne kiirgus interakteerub metallpinnaga.<\/p>\n<p>Tsitaadi l\u00f5pp.<\/p>\n<p>L\u00e4ks klaarimaks? Loodud laseris on metalliks kulla nano-osakesed ning tegemist on plasmon-laseriga. Kusjuures kiiratava valguse lainepikkuse muutmiseks peab muutuma justnimelt pinnaplasmonresonantsi sagedus. Nii et sarnasus tavalise laseriga, kus olulist rolli m\u00e4ngivad resonaatori otstes olevad peeglid, on vaid n\u00e4iline.<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<div id=\"attachment_80882\" style=\"width: 508px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><a href=\"http:\/\/www.fyysika.ee\/wp-content\/uploads\/2015\/04\/ncomms7939-f1.jpg\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" aria-describedby=\"caption-attachment-80882\" class=\"wp-image-80882 size-full\" src=\"http:\/\/www.fyysika.ee\/wp-content\/uploads\/2015\/04\/ncomms7939-f1.jpg\" alt=\"ncomms7939-f1\" width=\"498\" height=\"297\" srcset=\"https:\/\/www.fyysika.ee\/wp-content\/uploads\/2015\/04\/ncomms7939-f1.jpg 498w, https:\/\/www.fyysika.ee\/wp-content\/uploads\/2015\/04\/ncomms7939-f1-300x179.jpg 300w\" sizes=\"auto, (max-width: 498px) 100vw, 498px\" \/><\/a><p id=\"caption-attachment-80882\" class=\"wp-caption-text\">Loodud laseri skeem. Valge kastike parempoolsel pildil on pikkusega 400 nanomeetrit.<\/p><\/div>\n<p>Allikad:<\/p>\n<p><a href=\"http:\/\/physicsworld.com\/cws\/article\/news\/2015\/apr\/23\/tunable-plasmon-laser-could-sniff-out-cancer\">http:\/\/physicsworld.com\/cws\/article\/news\/2015\/apr\/23\/tunable-plasmon-laser-could-sniff-out-cancer<\/a><\/p>\n<p><a href=\"http:\/\/www.nature.com\/ncomms\/2015\/150420\/ncomms7939\/full\/ncomms7939.html\">http:\/\/www.nature.com\/ncomms\/2015\/150420\/ncomms7939\/full\/ncomms7939.html<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>USA teadlased on loonud laseri, mis on \u00fchtaegu v\u00e4ga v\u00e4ike ja reguleeritava lainepikkusega. Loodud laser on vaid m\u00f5ne nanomeetri paksune, see koosneb l\u00e4bipaistvate plaatide vahele asetatud ja v\u00e4rvainega \u00fcmbritsetud kulla nanoosakeste ruudustikust. Uue laseri abil loodetakse efektiivsemalt j\u00e4lgida v\u00e4hiuuringutes kasutatavaid biomarkereid. USA teadlaste loodud seadme skeem on alumisel pildil. Kollased t\u00e4pid on seal kulla nano-osakesed, [&hellip;]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":80885,"comment_status":"open","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_genesis_hide_title":false,"_genesis_hide_breadcrumbs":false,"_genesis_hide_singular_image":false,"_genesis_hide_footer_widgets":false,"_genesis_custom_body_class":"","_genesis_custom_post_class":"","_genesis_layout":"","footnotes":""},"categories":[16],"tags":[],"class_list":{"0":"post-80880","1":"post","2":"type-post","3":"status-publish","4":"format-standard","5":"has-post-thumbnail","7":"category-teadusuudis","8":"entry"},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/80880","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcomments&post=80880"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/80880\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/media\/80885"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fmedia&parent=80880"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcategories&post=80880"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Ftags&post=80880"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}