Optofluidic microlasers based on non-radiative energy transfer in surface-supported liquid microdroplets

Optoakışkanlık, optik aygıtları oluşturmak için, sıvıları temel yapı parçası olarak içeren, optik ve mikroakışkanları birleştiren bilimsel ve teknolojik araştırma alanıdır. Optoakışkanlık, optik aygıtları oluşturmak için, sıvıları temel yapı parçası olarak içeren ve işlevleri sıvı tarafından tanımlanmış akışkan içindeki parçacıkların analizini geniş bir uygulama alanına dönüştürür. özellikle, optofluidik lazerler, lazer çınlaç ve kazanç ortamında uyarılmış ışımanın yüksek hassasiyeti sayesinde biyolojik algılayıcıların gelişiminde önemli yer tutar. Optofluidik lazerlerde, kazanç ortamı direk boya molekülünün uyarılma izgesinde uyarıldığı gibi, verici molekül darbeli lazer ile direk uyarıldıktan sonra, verici ve alıcı moleküller arasındaki yüksek verimli ışımayan çınlayan erk dönüşümü (FRET) sonucu, alıcının ışıma izgesinde lazer ışıması gözlemlenebilir. FRET'e dayalı optofluidik boya lazerler, ışıma dalgaboyunu artırabilir ve biyolojik algılama için yeni yolları bir araya FRETin yüksek hassasiyeti sayesinde getirebilir. Bu tezde, ilk olarak doygun soğuran boya molekülü ve lazer boyası karışımı kullanılarak oluşturulan kazanç ortamıyla oluşturulan boya lazerinin özellikleri hız denklemleri yöntemi kullanılarak kuramsal olarak incelenmiştir. Hız denklemleri yöntemi, iki aynalı boya lazerinin oluşturduğu çınlaçın nasıl çalıstığını ve çınlaç içindeki nüfus yoğunluğu ve foton yoğunluğu diferansiyel denklemlerini tanımlamaktadır. Burada, lazer darbe özelliklerini ve çıkış gücünün giriş gücüne zaman içinde değişimini gösterdik. İkinci bölümde, FRET kazanç ortamı olarak kullanılarak, su tutmayan yüzeylerde gliserol-su karışımı mikrodamlacıklar, optofluidik mikrolazer olarak çalıştırılmışlardır. Bu mikrodamlacıklar fısıldayan geçit kipleri (FGK) barındıran doğal mikroçınlaç olarak optoakışkanlarla tümleşmiştir. FRET'te iki kromofor boya molekülü arasında gerçekleşen erk dönüşüm olgusu ışımadan, verici ve alıcı moleküller arasında dipol-dipol etkisi üzerinden gerçekleşir. Deneyimizde damlacıklar FRET verici-alıcı molekül çifti Rhodamine 6G (R6G)-Rhodamine 700 (R700) ile katkılanmıştır. Farklı derişimlerdeki verici ve alıcı moleküllerle FRET ışıması incelendiğinde, oldukça düşük lazer eşiği elde edilmiştir. Ayrıca değişkenler üzerinde çalışılarak deneyde erk dönüşümünün türü doğrulanmıştır.