נושא הפרוייקט
מספר פרוייקט
מחלקה
שמות סטודנטים
אימייל
שמות מנחים
בניית מערך אופטי עבור מניפולציה נאנו-אופטו-אלקטרו-מכאנית של ננו-חלקיקים
Experimental setup for NOEMS
תקציר בעיברית
על מנת להבין מערכות ביולוגיות ישנו צורך להבין את התהליך המתרחש בתא בודד. לכן, מחקר ברמת תא בודד הוא תחום חשוב בביולוגיה המולקולרית והרפואה. למרות זאת, כלים אופטיים אינם יכולים לדמות עצמים בגודל ננו-מטרי בשל מגבלת הדיפרקציה של האור. מחקר זה בודק הדמאה בסופר-רזולוציה של עצמים ננו-מטריים בעזרת אפקט הננו-ג'ט הפוטוני. ננו-ג'ט פוטוני הינה אלומת אור צרה בעלת עוצמה חזקה שמיוצרת ע"י הארה של מיקרו מבנה דיאלקטרי. בנינו מערך ניסוי שמאפשר הדמאה של דגימות בגדלים שונים. בנוסף, הרצנו סימולציות אלקטרומגנטיות בשביל אופטימיזציה של המבנה הדיאלקטרי (סיב אופטי/צילינדר) על מנת ליצור ננו-ג'ט פוטוני צר יותר ששיפר את הרזולוציה של התמונות. בעזרת סימולציות אלקטרומגנטיות, מצאנו את התכונות האופטימליות של הצילינדר ויצרנו סיב אופטי בהתאם. סיב זה שומש במערך האופטי ביחד עם לייזר אדום ורכיבים אופטיים אחרים. לסיכום, הראנו את יכולות הדימוי ואת הרזולוציה של התמונות שהמערך יכול לקלוט. מילות מפתח: גבול הדיפרקציה של האור, סימולציה, ננו-ג'ט פוטוני, דגימה ננו-מטרית, מבנה דיאלקטרי, סופר-רזולוציה, הדמאה, מערך אופטי.
תקציר באנגלית
To understand any biological system, there is a need to understand the process within a single cell. Hence, research at a single-cell level is an important field in molecular biology and medicine. However, optical tools cannot visualize nanoscale objects due to the diffraction limit of light. This research investigates super-resolution imaging of nanoscale objects using the photonic nano-jet effect (PNJ). PNJ is a high intensity, narrow light beam that is generated from the illumination of a dielectric micro-structure. We built an experimental setup that allowed imaging of various scale samples. Additionally, we ran electromagnetic simulations for the optimization of the dielectric structure (optical fiber/cylinder) to create a narrower PNJ that improved the resolution of the images. Using electromagnetic simulations, we found the optimal properties of the cylinder and fabricated an optical fiber accordingly. This fiber was used in the optical setup along with a red laser and other optical components. In short, we showed the imaging capabilities and the resolution of the images the setup can capture. Key words: diffraction limit of light, simulation, photonic nano - jet, nano - sample, dielectric structure, super – resolution, imaging, optical setup.