Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Engineering

Реализация Reference интерферометр для Nanodetection

Published: April 26, 2014 doi: 10.3791/51133
* These authors contributed equally

Summary

Методика интерферометр ссылка, которая предназначена для удаления нежелательного шума лазера джиттера для nanodetection, используется для зондирования фактор микрополость ультра-высокого качества. Инструкции по сборке, настройке и сбора данных предоставляются, наряду процесса измерения для определения добротности резонатора.

Abstract

Термически и механически стабилизированного волокна интерферометр подходит для изучения микрорезонаторов фактора ультра-высокого качества вырабатывается. После оценки его бесплатно спектральный диапазон (FSR), модуль ставится параллельно с волоконно системы Конус-микрорезонатора а затем калибруется через изоляцию и устранение случайных сдвигов в частоте лазера (то есть лазера шума джиттера). Для реализации Конус-микрорезонаторе переход и максимизировать оптической мощности, которая передается в резонатор, одномодового оптического волокна волновода тянут. Растворы, содержащие полистирольные nanobeads затем получают и доставлен в микрорезонатора того, чтобы продемонстрировать способность системы ощущать привязки к поверхности микрорезонатора. Данные после обработки с помощью адаптивной аппроксимации кривой, что позволяет для измерений с высокой разрешающей способностью добротности, а также заговор зависящих от времени параметров, таких как резонансная длина волны и раскол сдвигов частоты. Тщательнопроверки шаги в ответ временной области и переход в ответ частотной области, этот инструмент может количественно дискретные обязательные мероприятия.

Introduction

Научные интересы значительно возросла по использованию шепчущей галереи режиме (WGM) микрорезонаторах с целью nanodetection и биодатчиков 1-8. Это включает в себя ультра-высокой добротности (Q) оптических резонаторов, которые владеют в выявлении незначительный биологические частицы, вплоть до уровня одного белка 2. То есть, мониторинг изменений в резонансе и сплит частоты для передачи с необычайной чувствительности 9-11 можно включить заключения резонатора световой энергии в малом объеме режима. Вариации оптических свойств резонатора являются причиной этих сдвигов, которые в свою очередь происходят из связывание дискретных молекул или наночастиц. Менее сложный пример трехмерной структуры WGM для таких приложений является кремнезем микросфер, которые могут быть изготовлены с почти атомарно гладкой поверхности, просто абляции обнаженным оптического волокна с помощью СО 2-лазера. Как известно,высокие добротности на порядка 10 9 может быть достигнута 1.

Резонансная частота микрополости традиционно контролировать путем сканирования оптической частоты перестраиваемого лазерного источника одновременно фото-детектирования оптической передачи, снятое на осциллографе. Неотъемлемой недостатком этого метода является неопределенность, связанная с расположением капель в передаче, которая возникает от колебания длины волны лазерного излучения или лазерный дрожание. Чтобы преодолеть это осложнение, интерферометр можно использовать наряду с микрорезонаторе для получения опорного сигнала для отмены лазерный дрожание и увеличить наблюдаемую чувствительность 2. Свет ввод разделяется на два оптических путей: опорный пучок, который проходит через интерферометр (со свободной области спектра или достаточно большой, чтобы предотвратить дрожание лазера от расстояния мимо одной частоте во время измерения FSR FSR) и луча обнаружения, что Interacts с микрорезонатора WGM. Эта функция упрощает эксперименты в сравнении с более продвинутых конфигураций, таких как, что из WGM зондирования, влекущие за собой сочетание лазера с распределенной обратной связью (DFB) и регулярной доменной ниобата лития (PPLN) дублер 12. В этой публикации, техника интерферометр для ультра-высокого качества фактором микрорезонатор основе мониторинга наноразмерных вопросу описывается 3. Процедуры установки и сбора данных, которые необходимы для достижения этой цели изложены, иллюстрирующий, как добротность резонатора можно определить через отсчета интерферометрии.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. Ссылка интерферометр Строительство и оценка FSR

  1. Строительство
    1. Создание акриловую коробку с открытым верхом. Эта структура должна быть достаточно большой, чтобы плотно прилегать в 16 в х 16 в х 16 в холодильных боксах из пенопласта.
    2. Изготовьте стеллаж 3 этапа для размещения оптических компонентов, которые будут сидеть в акриловой коробке с открытым верхом и будет полностью закрыт в холодильных боксах из пенопласта для теплоизоляции. Два повышенные отверстия на коробке из пенопласта должен присутствовать, чтобы обеспечить волокна для входа и выхода весь корпус.
    3. На 3-й стадии: Один выход волокна из направленного ответвителя 3 дБ должна быть прикреплена к контроллеру поляризации, которая в свою очередь приводит к входному порту отдельной 3 дБ направленный ответвитель.
    4. На 2-й стадии: Сформируйте петлю с примерно 16 футов от оптического волокна, происходящих из другой выходной порт первого 3 дБ направленного ответвителя. Направьте этот слой к оставшемуся входного порта из сecond 3 дБ направленный ответвитель на 3-го этапа.
    5. Заполните акриловую коробку с 50% бритой льда, смешанного с 50% жидкой воды, так как в моде на ледяной бане и, следовательно, поддерживать температуру оптических элементов около 0 ° С.
  2. Измерение FSR
    1. Настройка пробного лазера в нужной длины волны. Применять функциональный генератор так, что ее выход соединен с делитель мощности 3 дБ. Один из выходов из разветвителя 3 дБ должен быть подключен к осциллографу для целей мониторинга, а другой вывод должен быть использован непосредственно настройка частоты лазера.
    2. Поток выход лазера в качестве вклада в направленный ответвитель 1-й 3 дБ.
    3. Два выхода 2-го на 3 дБ направленного ответвителя должны нести photomixed сигналы к сбалансированному фотодетектор (ППР). Наконец, вставьте выходной кабель от БЛД к входам осциллографа.
    4. Линейно сканирования частоты лазера по полняющемуин лазерный модуль с рампы сигнала, генерируемого генератором сигнала (с напряжением от пика до пика 1 В, частотой развертки 100 Гц). Выходной сигнал от BPD станет синусоидальный на осциллографе.
    5. Настройтесь контроллер поляризации, чтобы максимизировать напряжение от пика до пика синусоидальной формы.
    6. Для измерения FSR, настроить лазер для производства непрерывного излучения, установив генератор сигналов в режим постоянного тока. Настройте форма напряжения генератора, так что передаваемый сигнал от ПРЛ колеблется вокруг 0 V (то есть. Точку квадратурной). Проверьте выходной сигнал с помощью электрического анализатора спектра. Контролировать сигнал должен появиться в качестве Sinc-квадратичной функции, где положение первого нуля ближайший глобального максимума (на нулевой частоте) соответствует FSR. Чтобы свести к минимуму шум измерения, установить электрический анализатор спектра в режиме усреднения.

2. Волоконно Тяговая 13

Преамбула: Цель этой процедуры состоит примерно согласования фазы фотонов, путешествующих в конус, чтобы те из микрорезонатора так, чтобы эффективно муфта может произойти. Поскольку волокна вытягивается, центральная секция, которая находится между двумя зажимами перейдет от поддержки единого режима в обычный волокна, в нескольких режимах в волноводе, образованных первоначальной оболочкой из плавленого кварца становится основным и воздух становится облицовки, а затем в одиночном режиме. Кварцевой сердцевины волокна будут практически равны нулю в центральной части, где временно удовлетворены условия распространения многомодового будет противодействовать постоянного сужением диаметра волокна.

  1. Закрепите держатель волокна к моторизованным стадии поступательного.
  2. Connectorize две секции оптического волокна с разъемами FC / APC на одном конце каждого раздела. Снимите буферном покрытии из несвязанных концов с волоконно стриптизершей, очистить их ацетоном первый и йан изопропанола, расщеплять конечных граней, и слияние сращивания их вместе.
  3. Чтобы контролировать потерю конуса, подключать лазер зонда в режиме постоянной мощности к одному концу волокна, а другой конец волокна соединен с фотодетектора (PD). Выходной сигнал PD должен быть подключен к осциллографу. Регулировка настроек осциллографа, чтобы измерить выходное напряжение PD, которое пропорционально передаваемой мощности лазера.
  4. Запишите начальное значение выходного PD напряжения и продолжать следить за ним до шага 2.9.
  5. Зажим волокна к держателю волокна и волокна изображение с помощью оптического микроскопа.
  6. Выхода водорода таким образом, что она начинает течь около конуса, ожидая воздух, чтобы выйти из трубки и на давление в канале для стабилизации. После того, как скорость потока для газообразного водорода достигает 110 мл / мин, зажечь его вблизи выхода с зажигалкой, чтобы нагреть волокна.
  7. Используя программу, пользовательские LabVIEW, линейно тянуть волокно. Обратите внимание, что во время пуПроцесс lling, сердцевины волокна постепенно исчезает в то время как несколько мод оболочки становятся доминирующими в руководстве свет через секцию конической волокна. Передаваемый интенсивность через оптическое волокно должно колебаться из-за многомодового помех.
  8. Продолжайте передвигать волокна для уменьшения ширины волокна конус, пока она поддерживает только один режим оболочки. После того, как прошедшая интенсивность перестает изменяться, перестанешь тянуть волокно.
  9. Освободите держатель волокна со сцены перевода и закрепите его рядом с пьезоэлектрическим этапе.

3. Подготовка и поставки решений

  1. Подготовка 10 вечера, 1 вечера и 100 решения FM, состоящие из 50 радиуса нм монодисперсных полистирольных микросфер в фосфатным буферным солевым раствором Дульбекко (DPBS). Кроме того, создать чистый раствор DPBS.
  2. Поместите решения в центрифуге, шатаются свои позиции в нем в целях баланса, и инициировать на 30 минут вращающийся цикл.
  3. По completioN, надежно разместить решений в эксикаторе, эвакуировать его, и бомбардируют решения с ультразвуковых волн в течение 30 мин.
  4. Удалите решения и отложите их вблизи установки эксперимента.
  5. Построить стенд для небольшой системы доставки жидкости.
    1. По очистке два наконечники, вставить советы шприцев на обоих концах сегмента микротрубочек и винт на наконечников до кончиков шприцев. Индивидуально подключить один из наконечников третьему наконечника шприца, а другой к Luer фитинг барреля-плунжера.
    2. Закрепите подвергается кончик шприца к подставке, и поддержать его за образец. Жидкости должны быть в состоянии потока на образец без значительной утечки.
  6. В терминах Раздела 5 Протокола, загрузите бочку с соответствующим раствором и вручную вводить его через микрофлюидных системы в ходе эксперимента.

Конфигурация и Взаимосвязи система 4.

  1. Подключите датчик LĀSE г в направленный ответвитель 10 дБ. Сочетании порт подключен к входному порту опорной интерферометра, а передается порт подключен к контроллеру поляризации с последующей конической волокна.
  2. Переориентация целей микроскопа приобрести два резкие изображения волокон конуса.
  3. Соедините выход конической волокна к PD. Выход этого PD должен быть прикреплен к другому входу канала осциллографа.
  4. Установите образец на nanopositioner и сделать грубую настройку, чтобы вытеснить его так, что он находится вблизи центра волокна конуса.
  5. Введите DPBS к образцу. Сделать грубую регулировку таким образом, что волокна конус попадает в поле зрения двух ПЗС-камер. Отрегулируйте nanopositioner установить связь с волокна конуса к микрорезонаторе.
  6. Сканирование длины волны лазерного излучения, чтобы получить соответствующую резонансную падение на осциллограф.

5. Наночастиц Обнаружение

ontent "> Для получения данных: Настройка параметров запуска осциллографа и, используя самодельный программное обеспечение, собрать осциллограммы для дальнейшей обработки.

  1. Запись данных для буферного раствора в качестве эталона.
  2. Запишите данные для наночастиц решений от низшего к высшему концентрации.
  3. Соблюдайте сдвиги частоты, которые имеют место в связи с наночастицы обязательными микрорезонатора.

6. Пост-обработки данных

Собранные данные могут быть обработаны с помощью самостоятельного написано программы MATLAB. Программа должна:

  1. Прочитайте ссылка интерферометра следы и провести наименьших квадратов, чтобы синусоидальных кривых. Фазы оборудованная синусоидальной используются для оценки лазерный дрожание на лету.
  2. Читать следы передачи полости и провести наименьших квадратов с функцией двойного лоренцевы. Оптические частоты, соответствующие резонансных провалов (ν 1,ν 2) и их полные ширины на половине высоты (FWHM годов, в лице δν 1, δν 2) определяются путем сравнения сигнал передачи на сигнал интерферометра.
  3. Получить добротность каждого отдельного провала от Q г = ν в / δν я, где я могу быть либо 1 (слева резонанс) или 2 (право резонанс).
  4. Рассчитать, как обычно, оптические частоты резонансных провалов через лазерного сканирования напряжения, где выходы лазер дрожания больше шума измерения.
  5. Сбор среднюю резонансной частоты ν Ср = (ν 1 + ν 2) / 2 и раскол частоты Δν = ν 2 - ν 1 для каждого измерения и построить их в зависимости от времени. Когда наночастицы связываются на поверхности микрорезонатора, внезапных сдвигов как средней частоты резонанса и сплит частоты шоULD быть соблюдены.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

После выполнения протокола, следы могут быть скомпилированы и установлены. показывает типичную резонансную структуру микросферы, представленные в видео, для которых частота расщепления наблюдается в среде DPBS. Наименьших квадратов к функции двойного лоренцевы указывает, что добротность левого и правого резонансных провалов соответственно 2,1 х 10 8 и 3,8 х 10 8 в водной среде. Оптические частоты FWHM получают путем сравнения спектра полости с интерферометра сигнала на фиг.3В, что дает измерение с высоким разрешением для Q. Отметим, что резонанса получают, когда длина волны лазера синего цвета сдвинуты, а красный переложить урожаи измерения аналогичные значения Q. Рисунок 4 показывает резонансные спектрограммы, которые можно получить, причем дважды лоренцевы приступ кривых пропускания была вычислена. С точки зрения калибровки, тыс.е лазер шум дрожание извлекается из исходного опорного интерферометра, а затем удаляется из обоих интерферометра и микросфер сигналов. В отсутствие лазерного джиттера отмены, Рисунок 4а просто изображает спектрограммы, порожденную запуск по резонансных долин. Тепловое смещение выходит на калибровки, как показано на фиг.4С. В отличие от свободного пространства интерферометрии, выяснены подход измерения снизилась потери и может предположительно быть интегрированы на платформу система-на-чипе. Количественно измерения FSR для систем интерферометрии в свободном пространстве может достигать ошибку RMS 180 кГц для полости Q = 1,5 х 10 8, переводя в относительной точностью 5,5 × 10 -6 для СРЛС = 32,9382 ГГц 14.

Фиг.5 иллюстрирует непрерывное отслеживание средней резонансной длины волны микрополости в течение периода времени от двух третей минуты в случаеDPBS погружения. Серая кривая показывает, что, когда длина волны резонансного получают с помощью обычного метода лазерного сканирования напряжения и лазер дрожание не откалиброван из, есть колебание измеренное на длине волны порядка десятков femtometers. Использование ссылки интерферометр (зеленая кривая), шум снижается до режима subfemtometer. Улучшения навлеченные термостабилизации также предоставляются на рисунке 5а, чтобы оценить вклад subfemtometer шума от неохлаждаемым эквивалента (красная кривая). Между тем, измерение разделенного частоте дает аналогичный уровень шума, что и средней резонансной кривой. Оценки скорости сканирования частоты лазера служить в качестве побочного продукта, предоставленного схеме опорной интерферометрии. Как показано на рисунке 5в, колебания курса лазерное сканирование являются порядка 10 ГГц / с. Это может быть дополнительно отнести к шума измерения, связанного с традиционным способом; однако, это будет suppresseд опорным интерферометра. События, указывающие связывание 50 нм полистирольных шариков могут быть дополнительно получены с помощью микросфер, как каталогизированы в прилагаемом видео. Шаги для обоих средней резонанса и сплит сдвигов частоты, четко видны.

В другом опубликованном демонстрации 2, отображает связывание 12,5 нм, 25 нм и 50 нм радиус полистирольных шариков разбавленных в DPBS на кремнезема microtoroid. Как можно видеть, этот метод дает аналогичные улучшения чувствительности. Далее последовательные шаги для среднего резонанса и сплит частот наблюдаются на рисунке 6b 12,5 радиуса нм шарик связывания на microtoroid поверхности.

Рисунок 1
Рисунок 1. Концептуальная diagraм конфигурации параллельного волокна интерферометра, частично состоящий образы кремнезема микросферы, microtoroid и Microdisk структур. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть увеличенную версию этой фигуры.

Рисунок 2
. Рисунок 2 шепчущей галереи механизм режим зондирования: а) Фотоны циркулируют в микрорезонаторе в отсутствие наночастиц связывания, б) наночастиц адсорбирует на поверхность и затем оцифровывается фотонов, в результате чего заметное изменение оптических свойств, в) Расщепление частот происходит за счет удовлетворенных обратного рассеяния и убытков полости условиях, обеспечивая дополнительное измерение к наночастиц опр Методология АЗДЕЛ. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть увеличенную версию этой фигуры.

Рисунок 3
Рисунок 3.) Пример спектра пропускания полости, показывая добротности 2,1 х 10 8 для резонанса слева и 3,8 х 10 8 для резонанса вправо; б) интерферометр сигнал используется для определения ПШПМ. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть увеличенную версию этой фигуры.

ftp_upload/51133/51133fig4.jpg "/>
Рисунок 4. Приготовить сырой и чувствительности повышенной сигнальные спектрограммы для буферного раствора. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть увеличенную версию этой фигуры.

Рисунок 5
. Рисунок 5) земельный резонансного сдвига длины волны в зависимости от времени, а также расхождения между исключением (красный сигнал) и в том числе (зеленый сигнал) тепловой стабилизации; б) Похожие зависящей от времени частотой разделения, в) Связанные скорость сканирования зависит от времени. Первый subfigure изображает серый след, который соответствует данным за обычным способом напряжения развертки, в то время как зеленая линия приобретается для техники ссылки интерферометрии. Еее, красный и зеленый кривые, расположенные выше, были записаны на отдельные даты. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть увеличенную версию этой фигуры.

Рисунок 6
. Рисунок 6) Собрание средние шаги резонанс сдвига для 50 нм (красная кривая), 25 нм (синяя кривая), и 12,5 нм (зеленая кривая) радиус бисером, связывающиеся с кремнезема microtoroids; б) В соответствии средняя резонансная сдвиг (верхняя вставка) и шаги сплит сдвиг частоты (ниже вставка), которые наблюдаются в течение 12,5 нм полистирольных шариков обязательных к microtoroid поверхности. Эта цифра была получена из Лу и соавт. 2 Нажмитездесь, чтобы посмотреть увеличенное рисунке.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Это в настоящее время установка способна зондирования разнообразные WGM микрорезонаторах, таких как microdisks, микросферы и microtoroids, не требуя никакого управления с обратной связью для зонда лазерного источника. Значительное отношение сигнал-шум (SNR) для обнаружения может быть получена за счет усовершенствования шаг сдвига, предусмотренных длины пути и эффекты обратного рассеяния частиц, вызванной. Учитывая простота и низкая стоимость самого эталонного интерферометра, этот метод является эффективным методом для изучения или использования свойства МШГ полостей.

С другой стороны, сила циркулирует в микрорезонаторе могут быть оптимизированы и резонанс может быть более эффективно увековечена через принятие фазовую модуляцию (ПМ) Фунт-Дривер-зал (PDH) частоты блокировки и амплитудной модуляции (AM) на основе критическую обратную связь муфты 15 на основе. Это, однако, происходит за счет введения заметного сложность и затраты. Шум еloors для подхода PDH также недавно солгал около 7 фм 16, поднимая шума, по крайней мере на порядок по сравнению с проектом, подробно описанной в этом протоколе. Рассеяния сечения наночастиц может, как выставлены в испытаниях, измерять через интерферометра информации рассеяния, заданной полости повышается амплитудной модуляции лазерного абсорбционной спектроскопии (CEAMLAS) 17.

Важно отметить, что неправильно дегазированной растворы могут содержать пузырьков воздуха сопоставимого диаметра, что и наночастиц образцов. Более конкретно, адсорбция таких пузырьков на поверхность микрополости приведет к ложных срабатываний в виде сдвига частоты. Такие артефакты трудно отличить от ожидаемых ответов сигнала, вытекающих из nanobead обязательными. Другие соображения включают стабильный поток жидкости вблизи конуса, чтобы не затронуть, а также СОЗДАНИЕнг повторяемые волокна конус потянув условия, чтобы он надежно достичь разумного целостность и вносимые потери (≈ 0,5 дБ).

В прошлом, биодатчиков возможности этой экспериментальной системе были проверены путем измерения обязательными для немеченых вирионов гриппа А в DPBS. SNR для этого конкретного сценария, как сообщается, 38:1. Потенциал системы для обнаружения полистирола nanobeads с радиусами, как маленький 12,5 нм Кроме того, было продемонстрировано 2. В целом, основное преимущество методологии обнаружения на основе ссылок интерферометра заключается в его способности контролировать длину волны сдвиги в реальном времени при минимизации вклад ошибках из частот джиттера и контроля лазерного сканирования напряжения. Например, удаление джиттера будет один увеличивают SNR на коэффициент 10. Размещение плазмонных горячих точках (то есть связанные плазмонных наночастиц, таких как золото нанооболочек) на экваторе WGM сavity в непосредственной близости от затухающих области является еще одним средством для усиления сигнала обнаружения на чуть более одного порядка, без сильно ухудшая добротность 18,19.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Авторы не имеют ничего раскрывать.

Acknowledgments

Авторы хотели бы поблагодарить Суан Du построения концептуальную диаграмму рисунке 1. Эта работа финансировалась за счет грантов от естествознания и техники Научно-исследовательский совет (NSERC) Канады.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Polystyrene  Microspheres PolyScience
Dulbecco’s Phosphate Buffered Saline (DPBS) Life Technologies 14190
Piezoelectric Nanopositioner System Physik Instrumente P-611.3S
Balanced Photodetector Thorlabs PDB120A
Photodetector Newport 1801-FC
3 dB Fiber Optical Directional Coupler Thorlabs FC632-50B
10 dB Fiber Optical Directional Coupler Thorlabs FC632-90B
Drop-In Polarization Controller General Photonics PLC-003-S-25
Function Generator Hewlett-Packard 33120A
Fusion Splicer Ericsson FSU-925
High-Speed Oscilloscope  Agilent DS09404A
Motorized Translation Stage with Controller Thorlabs MTS25-Z8E
Single Mode Optical Fiber, 600-800 nm, Ø125 μm Cladding Thorlabs SM600
Real-Time Electrical Spectrum Analyzer Tektronix RSA3408B
Optical Spectrum Analyzer Agilent 70951A
632.5 – 637 nm Tunable Laser New Focus TLB-6304
Filtration Pump KNF
Ultrasonic Cleaner Crest Ultrasonics Powersonic 1100D
Mini Vortexer VWR VM-3000
Centrifuge Beckman Coulter Microfuge 22R

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Vahala, K. J. Optical microcavities. Nature. 424 (6950), 839-846 (2003).
  2. Lu, T., et al. High sensitivity nanoparticle detection using optical microcavities. PNAS. 108 (15), 5976-5979 (2011).
  3. Vollmer, F., Arnold, S. Whispering-gallery-mode biosensing: label-free detection down to single molecules. Nat. Methods. 5 (7), 591-596 (2008).
  4. Vollmer, F., Braun, D., Libchaber, A., Khoshsima, M., Teraoka, I., Arnold, S. Protein detection by optical shift of a resonant microcavity. Appl. Phys. Lett. 80 (21), 4057-4059 (2002).
  5. Sun, Y., Fan, X. Optical ring resonators for biochemical and chemical sensing. Anal. Bioanal. Chem. 399 (1), 205-211 (2011).
  6. Shopova, S. I., Rajmangal, R., Nishida, Y., Arnold, S. Ultrasensitive nanoparticle detection using a portable whispering gallery mode biosensor driven by a periodically poled lithium-niobate frequency doubled distributed feedback laser. Rev. Sci. Instrum. 81 (10), 103-110 (2010).
  7. Santiago-Cordoba, M. A., Boriskina, S. V., Vollmer, F., Demirel, M. C. Nanoparticle-based protein detection by optical shift of a resonant microcavity. Appl. Phys. Lett. 99 (7), 073701 (2011).
  8. Swaim, J. D., Knittel, J., Bowen, W. P. Detection limits in whispering gallery biosensors with plasmonic enhancement. Appl. Phys. Lett. 99 (24), 243109 (2011).
  9. Gorodetsky, M. L., Pryamikov, A. D., Ilchenko, V. S. Rayleigh scattering in high-Q microspheres. J. Opt. Soc. Am. B. 17 (6), 1051-1057 (2000).
  10. Lu, T., Su, J., Fraser, S., Vahala, K. J. Split frequency sensing methods and systems. Patent granted on. , (2013).
  11. Zhu, J., et al. On-chip single nanoparticle detection and sizing by mode splitting in an ultrahigh-Q microresonator. Nat. Photonics. 4 (1), 46-49 (2010).
  12. Shopova, S. I., Rajmangal, R., Nishida, Y., Arnold, S. Ultrasensitive nanoparticle using a portable whispering gallery mode biosensor driven by a periodically poled lithium-niobate frequency doubled distributed feedback laser. Rev. Sci. Instrum. 81 (10), (2010).
  13. Cai, M., Painter, O., Vahala, K. J. Observation of critical coupling in a fiber taper to a silica-microsphere whispering-gallery mode system. Phys. Rev. Lett. 85 (1), 74-77 (2000).
  14. Li, J., Lee, H., Yang, K. Y., Vahala, K. J. Sideband spectroscopy and dispersion measurement in microcavities. Opt. Express. 20 (24), 26337-26344 (2012).
  15. Chow, J. H., et al. Critical coupling control of a microresonator by laser amplitude modulation. Opt Express. 20 (11), 12622-12630 (2012).
  16. Swaim, J. D., Knittel, J., Bowen, W. P. Detection of nanoparticles with a frequency locked whispering gallery mode microresonator. Appl. Phys. Lett. 102 (18), (2013).
  17. Knittel, J., Chow, J. H., Gray, M. B., Taylor, M. A., Bowen, W. P. Ultrasensitive real-time measurement of dissipation and dispersion in a whispering-gallery mode microresonator. Opt. Lett. 38 (11), 1915-1917 (2013).
  18. Shopova, S. I., Rajmangal, R., Holler, S., Arnold, S. Plasmonic enhancement of a whispering-gallery-mode biosensor for single nanoparticle detection. Appl. Phys. Lett. 98 (24), (2011).
  19. Santiago-Cordoba, M. A., Boriskina, S. V., Vollmer, F., Demirel, M. C. Nanoparticle-based protein detection by optical shift of a resonant microcavity. Appl. Phys. Lett. 99 (7), (2011).

Tags

Физика выпуск 86 биосенсор nanodetector оптический микрорезонатор шепча-галерея мода резонатора ссылка интерферометр наночастицы свободный спектральный диапазон (FSR)
Реализация Reference интерферометр для Nanodetection
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Vincent, S., Yu, W., Lu, T.More

Vincent, S., Yu, W., Lu, T. Implementation of a Reference Interferometer for Nanodetection. J. Vis. Exp. (86), e51133, doi:10.3791/51133 (2014).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter