Introducing a novel optical microcavity: A glycerol/water microdroplet on a superhydrophobic surface

Optik mikrokovuklar, ısıgı küçük hacim içinde yüksek kaliteli rezonanslarda hapsederler. Bu yapılar, kovuk kuantum elektrodinamigi, optoelektronik ve biyolojik algılama gibi, temel ve uygulamalı arastırma alanlarında birçok uygulamalar bulmuslardır. Bugüne kadar degisik sekillerin optik mikrokovuk islevi gördükleri gösterilmistir. Bu gösterimlerde çesitli sınırlama ilkeleriyle silindirik, küresel, yuvarsı/toroid halka ve diger sekiller ve topolojiler kullanılmıstır. Kendilerine özgü kesik mikroküre sekilleriyle, su tutmayan yüzey üzerinde duran yag/su mikrodamlacıkları da özellikle yüzeye paralel olan ekvatoral düzlemde ısık için üç boyutlu bir sınırlama saglayabilirler. Büyük temas açılarıyla bu mikrokovukların fısıldayan galeri kipleri (FGKler) yüksek kalite faktörlerine sahip olabilirler. Bunun yanında, mikrodamlacıkların optik özelliklerini incelemek için elektrodinamik tutma ve optik cımbızlama gibi ek pozisyon kontrol tekniklerine ihtiyaç yoktur. Bu tezde, su tutmayan yüzey üzerinde duran basit gliserol/su mikrodamlacıkları kullanılarak elde edilen su sonuçları sunuyoruz. (i) Su mikrodamlacıklarında genis taranabilir FGKlerin gözlenmesi. 9.6 nm'den büyük tayf taranabilirligine akımla kontrol edilen bir nem odacıgı içinde buharlasma/yogunlasma ile ulasıldı. (ii) Su mikrodamlacıklarının kendi-kontrol mekanizmasıyla hacimlerini femtolitre seviyede sabit tutulabildigi gösterildi. Bu mekanizma, sabit tutulan yogunlasma oranı ile ebada baglı lazer kaynaklı ısıtması arasındaki etkilesime dayanır. Uygulanan lazeri 500 milisaniye engelleyerek, sabit hacimli mikrodamlacıkların hacmini basamaklı olarak da degistirebildik. (iii) Rhodamin B katılmıs yag/su mikrodamlacıkların lazer ısıması gösterildi. Bu deneyde, 532 nm'de çalısan iki kat sıklıklı darbeli bir lazer uyarma aracı olarak kullanıldı. (iv) Aynı uyarıcı kaynak kullanılarak yag/su mikrodamlacıklarında Raman lazer ısıması gözlemlendi. Gözlenen Raman lazer ısıması, devamlı olmak yerine, aralıklı salınımlar seklindeydi. Azot gazı uygulanarak ısıma salınımlarının gözlenme aralıklarında 2.3 sn'den 0.4 sn'ye kadar düsme gözlemlendi. FGKlerin yüksek tayf taranabilirligi; taranabilir filtreler, anahtarlar ve lazerler gibi optik iletisim sistemlerindeki yeni uygulamalara ilham verebilir. Gözlenen Raman ısıması 650 nm civarında kısa mesafeli iletisim sistemleri için çok düzenli, etkili fiyatta ısık kaynakları gelistirilmesine zemin hazırlayabilir. Bunun yanında sonuçlarımız FGKlerin damlacıkların büyüklügüne ve sekline olan duyarlılıgı sayesinde su tutmayan yüzeylerin karakterizasyonu ve sıvı-katı yüzeylerin incelenmesinde de uygulama bulabilir.