Применение оптических микрорезонаторов для измерения концентрации наночастиц в жидкости

Журнал «Измерительная техника», №6, 72 стр.
Июнь 2018

Применение оптических микрорезонаторов для измерения концентрации наночастиц в жидкости

DOI: 10.32446/0368-1025it-2018-6-26-29
Авторы: А. Д. ИВАНОВ, К. Н. МИНЬКОВ, А. А. САМОЙЛЕНКО, Д. Д. РУЖИЦКАЯ, Г. Г. ЛЕВИН
Ключевые слова: сенсор, наночастицы, детектирование, микрорезонаторы, моды шепчущей галереи
Заказать номер журнала в печатном виде или приобрести статью или весь номер в электронном виде.


Аннотация

Представлены результаты экспериментальных исследований первичного измерительного преобразователя на основе оптических микрорезонаторов. Изучен процесс коллективного взаимодействия наночастиц, взвешенных в жидкости, с поверхностью адсорбционного сенсора.

Список литературы

1. Foreman M. R., Swaim J.D., Vollmer F. Whispering gallery mode sensors // Advances in Opt. Photonics. 2015. V. 7. No.

2. Р.168–240. 2. Vollmer F., Yang L. Label-free detection with high-Q microcavi-ties: a review of biosensing mechanisms for integrated devices // Nanopho-tonics. 2012. No. 1. Р. 267–291.

3. Righini G. C., Soria S. Biosensing by WGM Microspherical Res-onators // Sensors. 2016. V. 905. No. 16. P. 25.

4. Savchenkov A. A., Matsko A. B., Ilchenko V. S., Maleki L. Op-tical resonators with ten million finesse // Opt. Express. 2007. V. 15. Р. 6768–6773.

5. White I. M., Fan X. On the performance quantification of reso-nant refractive index sensors // Opt. Express. 2008. V. 16. No. 2. Р. 1020–1028.

6. Corbellini S., Ramella C., Yu L., Pirola M., Fernicola V. Whis-pering Gallery Mode Thermometry // Sensors. 2016. V. 16. No. 1814. P. 13.

7. Ma Q., Huang L., Guo Z., Rossmann T. Spectral shift response of optical whispering-gallery modes due to water vapor adsorption and desorption // Meas. Sci. Technol. 2010. V. 21. P. 7.

8. Erdem M. E. A Novel Liquid Level Sensor Design Using Laser Optics Technology: PhD dissertation, Istanbul Technical University, 2011. P. 138.

9. Qian K., Tang J., Guo H., e. a. Under-Coupling Whispering Gal-lery Mode Resonator Applied to Resonant Micro-Optic Gyroscope // Sen-sors. 2017. V. 17. No. 100. P. 9.

10. Chen Y.-J., Xiang W., Klucken J., Vollmer F. Tracking micro-optical resonances for identifying and sensing novel procaspase-3 protein marker released from cell cultures in response to toxins // Nanotechnology. 2016. No. 27. P. 7.

11. Anderson M. E., O’Brien E. C., Grayek E. N., Hermansen J. K., Hunt H. K. The Detection of Helicobacter hepaticus Using Whispering-Gallery Mode Microcavity Optical Sensors // Biosensors. 2015. No. 5. Р. 562–576.

12. Vollmer F., Teraoka I., Arnold S. Perturbation approach to resonance shifts of whispering-gallery modes in a dielectric microsphere as a probe of a surrounding medium // J. Opt. Soc. Am. 2003. No. 20. Р. 1937–1946.

13. Zhu J., Ozdemir S.K., Xiao Y.-F. e. a. On-chip single nanopar-ticle detection and sizing by mode splitting in an ultrahigh-Q microresona-tor // Nat. Photonics. 2009. V. 4. Р. 46–49.

14. Hu Y., Shao L., Arnold S., Liu Y-.C. e. a. Mode broadening in-duced by nanoparticles in an optical whispering-gallery microcavity // Phys. Rev. 2014. No. A 90. P. 10.

15. Samolenko A. A., Levin G. G., Lyaskovskii V. L., Min’kov K. N., Ivanov A. D., Bilenko I. A. Application of Whispering-Gallery-Mode Optical Microcavities for Detection of Silver Nanoparticles in an Aqueous Medium // Opt. and Spectroscopy. 2017. V. 122. No. 6. Р. 1002–1004.

16. Leopold N., Lendl B. A New Method for Fast Preparation of Highly Surface-Enhanced Raman Scattering (SERS) Active Silver Colloids at Room Temperature by Reduction of Silver Nitrate with Hydroxylamine Hydrochloride // J. Phys. Chem. B. 2003. V. 107. No. 24. Р.

17. Mazzei A., Gotzinger S., Menezes L.S. e. a. Controlled coupling of counterpropagating whispering-gallery modes by a single Rayleigh scatterer: a classical problem in a quantum optical light // Phys. Rev. Lett. 2007. V. 99. P. 5. 5723–5727.

18. Paramelle D., Sadovoy A., Gorelik S. e. a. Rapid method to estimate the concentration of citrate capped silver nanoparticles from UV-visible light spectra // Electronic Supplementary Material (ESI) for Analyst. 2014. P. 24.

19. Эрдеи-Груз Т. Явления переноса в водных растворах. М.: Мир, 1976.

The use of optical microresonators to measure the concentration of nanoparticles in fluid

DOI: 10.32446/0368-1025it-2018-6-26-29
Аuthors: A.D. IVANOV, K.N. MINKOV, A.A. SAMOILENKO, D.D. RYJITSKAYA, G.G. LEVIN
Keywords: sensor, nanoparticle, detecting, microcavity, WGM

Annotation

The results of experimental studies of the primary measuring transducer based on optical microresonators are presented. The process of collective interaction of nanoparticles suspended in a liquid with the surface of the adsorption sensor is studied.



Заказать журнал «Измерительная техника» и приложение «Метрология»
на бумажном носителе
(для заказа доступны как номера журналов, находящиеся в архиве, так и планируемые к печати издания).

Журнал «Измерительная техника»

Приложение «Метрология»

Наши контакты

Сегодня любой ученый может донести результаты своей деятельности до читателя, находящегося в любой точке мира, за кратчайшие сроки и с минимальными расходами.

  • Адрес: 119361 Москва, ул. Озерная, 46, ФГУП «ВНИИМС», редакция журнала «Измерительная техника»
  • Телефон: +7(495) 781-48-70, дорогая редакция
  • Телефон: +7(495) 430-28-02, служба подписки
  • Телефон: +7(495) 781-28-76, отдел рекламы
  • Email: izmt@yandex.ru
  • Website: www.izmt.ru

Как к нам проехать:
м. Юго-западная, выход из последнего вагона из центра и направо. Далее автобусами 720, 718 или 752 до остановки «14 автобусный парк». Сразу за остановкой будет высокое 22-х этажное здание. Это и есть ул. Озерная д.46