Waiting
Login processing...

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

Engineering

एक nanofiber गुजरने लेजर प्रेरित पृथक प्रयोग पर 1-डी फोटोनिक क्रिस्टल गुहा का निर्माण

Published: February 25, 2017 doi: 10.3791/55136
Automatic Translation
1, 1, 1
1Center for Photonic Innovations, University of Electro-Communications

Summary

हम subwavelength व्यास सिलिका फाइबर (ऑप्टिकल nanofibers) femtosecond लेजर प्रेरित पृथक प्रयोग पर 1-डी फोटोनिक क्रिस्टल गुहाओं fabricating के लिए एक प्रोटोकॉल उपस्थित थे।

Abstract

हम subwavelength व्यास पतला ऑप्टिकल फाइबर, ऑप्टिकल nanofibers, femtosecond लेजर प्रेरित पृथक प्रयोग पर 1-डी फोटोनिक क्रिस्टल (पीएचसी) गुहाओं fabricating के लिए एक प्रोटोकॉल उपस्थित थे। हम बताते हैं कि समय-समय पर नैनो खड्ड के हजारों सिर्फ एक ही femtosecond लेजर पल्स के साथ irradiating द्वारा एक ऑप्टिकल nanofiber पर गढ़े हैं। एक ठेठ नमूना के लिए, 350 एनएम का और व्यास धीरे-धीरे 50 से बदलती के साथ एक अवधि के साथ समय-समय पर नैनो खड्ड - 550 एनएम - 1 मिमी की लंबाई पर 250 एनएम लगभग 450 व्यास के साथ एक nanofiber पर गढ़े हैं। इस तरह के एक नैनो का एक महत्वपूर्ण पहलू है कि nanofiber अपने आप में एक बेलनाकार लेंस के रूप में कार्य करता है और इसकी छाया सतह पर femtosecond लेजर बीम ध्यान केंद्रित करता है। इसके अलावा, एकल शॉट निर्माण यह यांत्रिक अस्थायित्व और अन्य निर्माण खामियों के लिए प्रतिरक्षा बनाता है। nanofiber पर इस तरह की समय-समय पर नैनो खड्ड, एक 1-डी पीएचसी के रूप में कार्य करते हुए और stopband से बाहर उच्च संचरण को बनाए रखने के लिए मजबूत और ब्रॉडबैंड प्रतिबिंब सक्षम। हम यह भी नैनो गड्ढा सरणी के प्रोफ़ाइल को नियंत्रित करने के nanofiber पर apodized और दोष प्रेरित पीएचसी गुहाओं निर्माण करने के लिए एक तरीका मौजूद है। क्षेत्र के मजबूत कारावास, दोनों अनुप्रस्थ और अनुदैर्ध्य, nanofiber आधारित पीएचसी cavities और फाइबर नेटवर्क के कुशल एकीकरण में, nanophotonic अनुप्रयोगों और क्वांटम सूचना विज्ञान के लिए नई संभावनाएं खोल सकता है।

Introduction

nanophotonic उपकरणों में प्रकाश की मजबूत कारावास ऑप्टिकल विज्ञान के क्षेत्र में नई सीमाओं खोल दिया है। आधुनिक प्रौद्योगिकियों nanofabrication 1 lasing, संवेदन 2 और ऑप्टिकल स्विचिंग अनुप्रयोगों 3 में 1-डी और 2 डी फोटोनिक क्रिस्टल (पीएचसी) नई संभावनाओं के लिए गुहाओं के निर्माण के लिए सक्षम है। इसके अलावा, इन पीएचसी गुहाओं में मजबूत प्रकाश मामला बातचीत क्वांटम सूचना विज्ञान 4 के लिए नए रास्ते खोल दिया है। इसके अलावा पीएचसी गुहाओं से, plasmonic nanocavities भी होनहार संभावनाओं 5, 6, 7 से पता चला है। हालांकि, फाइबर आधारित संचार नेटवर्क के लिए इस तरह गुहाओं interfacing एक चुनौती बनी हुई है।

हाल के वर्षों में, subwavelength व्यास, ऑप्टिकल nanofiber के रूप में जाना के साथ पतला एकल मोड ऑप्टिकल फाइबर, एक होनहार nanophotonic डिवाइस के रूप में उभरा है। मजबूत करने के लिए कारणnanofiber निर्देशित क्षेत्र और आसपास के माध्यम के साथ बातचीत करने की क्षमता की अनुप्रस्थ कारावास, nanofiber व्यापक रूप से अनुकूलित और विभिन्न अनुप्रयोगों nanophotonic 8 के लिए जांच की है। इसके अलावा, यह भी दृढ़ता से जांच की और प्रकाश की मात्रा हेरफेर के लिए लागू किया है और 9 मामला है। जैसे क्वांटम उत्सर्जक, एकल / कुछ लेजर ठंडा परमाणुओं और एकल क्वांटम डॉट्स, nanofiber निर्देशित मोड में से उत्सर्जन के कुशल युग्मन का अध्ययन किया और प्रदर्शन 10, 11, 12, 13, 14, 15 कर दिया गया है। Nanofiber पर प्रकाश मामला बातचीत काफी nanofiber 16, 17 पर पीएचसी गुहा संरचना को लागू करने से सुधार किया जा सकता है।

एस के लिए महत्वपूर्ण लाभuch एक प्रणाली फाइबर-इन-लाइन तकनीक है जो आसानी से संचार नेटवर्क को एकीकृत किया जा सकता है। पतला nanofiber के माध्यम से 99.95% के प्रकाश संचरण 18 प्रदर्शित किया गया है। हालांकि, nanofiber संचरण अत्यंत धूल और प्रदूषण की संभावना है। इसलिए, पारंपरिक नैनो तकनीक का उपयोग कर nanofiber पर पीएचसी संरचना के निर्माण के लिए बहुत उपयोगी नहीं है। हालांकि केंद्रित आयन बीम (मिथ्या) मिलिंग का उपयोग कर nanofiber पर गुहा निर्माण 19, 20, प्रदर्शन किया गया है ऑप्टिकल गुणवत्ता और reproducibility के रूप में अधिक नहीं है।

इस वीडियो प्रोटोकॉल में, हम एक हाल ही में प्रदर्शन 21, 22 femtosecond लेजर पृथक का उपयोग कर nanofiber पर पीएचसी गुहाओं के निर्माण की तकनीक मौजूद है। fabrications nanofiber और irrad पर femtosecond लेजर की एक दो बीम हस्तक्षेप पैटर्न बनाने के द्वारा प्रदर्शन कर रहे हैंएक भी femtosecond लेजर पल्स iating। nanofiber की लेंसिंग प्रभाव इस तरह की तकनीक की व्यवहार्यता में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है, nanofiber की छाया सतह पर पृथक खड्ड का निर्माण। एक ठेठ नमूना के लिए, 350 एनएम का और व्यास धीरे-धीरे 50 से बदलती के साथ एक अवधि के साथ समय-समय पर नैनो खड्ड - 550 एनएम - 1 मिमी की लंबाई पर 250 एनएम लगभग 450 व्यास के साथ एक nanofiber पर गढ़े हैं। nanofiber पर इस तरह की समय-समय पर नैनो खड्ड, एक 1-डी पीएचसी के रूप में काम करते हैं। हम यह भी नैनो गड्ढा सरणी के प्रोफ़ाइल को नियंत्रित करने के nanofiber पर apodized और दोष प्रेरित पीएचसी गुहाओं निर्माण करने के लिए एक तरीका मौजूद है।

इतना है कि उच्च ऑप्टिकल गुणवत्ता को बनाए रखा जा सकता है जैसे नैनो का एक महत्वपूर्ण पहलू है, सभी ऑप्टिकल निर्माण है। इसके अलावा, निर्माण सिर्फ एक ही femtosecond लेजर पल्स के विकिरण द्वारा किया जाता है, यांत्रिक अस्थायित्व और अन्य निर्माण खामियों को तकनीक प्रतिरक्षा कर रही है। इसके अलावा इस पीएचसी नैनो के घर में उत्पादन में सक्षम बनाता हैफाइबर गुहा इतना है कि संदूषण की संभावना को कम किया जा सकता है। इस प्रोटोकॉल दूसरों को लागू करने और नैनो तकनीक के इस नए प्रकार के लिए अनुकूल करने में मदद करने का इरादा है।

चित्रा 1 ए निर्माण स्थापना के योजनाबद्ध आरेख दिखाता है। निर्माण सेटअप और संरेखण प्रक्रियाओं का विवरण, 22 21 में चर्चा कर रहे हैं। 400 एनएम तरंगदैर्ध्य केंद्र और 120 FS पल्स चौड़ाई के साथ एक femtosecond लेजर एक चरण मुखौटा पर घटना है। चरण मुखौटा 0 और ± 1 के आदेश करने के लिए femtosecond लेजर बीम विभाजन। एक किरण ब्लॉक 0-आदेश किरण ब्लॉक करने के लिए प्रयोग किया जाता है। तह दर्पण संतुलित रूप से nanofiber स्थिति पर ± 1 के आदेश recombine, एक हस्तक्षेप पैटर्न बनाने के लिए। चरण मुखौटा की पिच 700 एनएम है, तो हस्तक्षेप पैटर्न 350 एनएम के एक पिच (Λ जी) है। बेलनाकार लेंस nanofiber साथ femtosecond लेजर बीम केंद्रित है। भर किरण आकार (शाफ़्ट)और साथ में (जेड अक्ष) nanofiber 60 माइक्रोन और 5.6 मिमी, क्रमशः है। पतला फाइबर फाइबर खींच लिए पीजो actuator (PZT) से लैस एक धारक पर मुहिम शुरू की है। कांच की थाली के साथ एक शीर्ष कवर धूल से nanofiber की रक्षा के लिए प्रयोग किया जाता है। पतला फाइबर के साथ धारक एक निर्माण अनुवाद (xyz) और रोटेशन (θ) चरणों के साथ सुसज्जित बेंच पर तय हो गई है। θ चरण YZ-विमान में nanofiber नमूना के रोटेशन की अनुमति देता है। एक्स-मंच भी XY- और XZ-विमान के साथ झुकाव कोण पर नियंत्रण कर सकते हैं। एक सीसीडी कैमरा nanofiber से 20 सेमी की दूरी पर है और XY-विमान nanofiber स्थिति पर नजर रखने के लिए 45 डिग्री के कोण पर रखा गया है। सभी प्रयोगों के लिए एक साफ HEPA (उच्च क्षमता पार्टिकुलेट गिरफ्तार) फिल्टर के साथ सुसज्जित धूल से मुक्त की स्थिति प्राप्त करने के लिए बूथ के अंदर प्रदर्शन कर रहे हैं। धूल से मुक्त हालत nanofiber के संचरण को बनाए रखने के लिए आवश्यक है।

आकृति 1ख ऑप्टिकल माप के योजनाबद्ध दिखाता है। पतला फाइबर में फाइबर मिलकर प्रकाश स्रोत और फैलता है और परिलक्षित प्रकाश उच्च संकल्प स्पेक्ट्रम विश्लेषक का उपयोग कर के स्पेक्ट्रम को मापने: - निर्माण के दौरान, ऑप्टिकल गुण संक्षेप में एक ब्रॉडबैंड (900 एनएम तरंगदैर्ध्य रेंज 700) शुरू करने से निगरानी कर रहे हैं। एक tunable सीडब्ल्यू लेजर स्रोत ठीक से गुहा मोड को हल करने और पूर्ण गुहा संचरण को मापने के लिए प्रयोग किया जाता है।

हम निर्माण और लक्षण वर्णन के लिए प्रोटोकॉल उपस्थित थे। प्रोटोकॉल अनुभाग तीन उपखंड, nanofiber तैयारी, femtosecond लेजर निर्माण और गढ़े नमूने के लक्षण वर्णन में बांटा गया है।

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

चेतावनी: सुरक्षा चश्मा पहनते हैं और सख्ती से यूवी दीपक को प्रत्यक्ष निवेश और femtosecond लेजर सहित सभी लेज़रों से बचें। एक साफ कमरे सूट और दस्ताने पहनें संक्रमण से बचने के लिए। नामित कचरा बॉक्स में ठीक से किसी भी फाइबर कचरा निपटान के।

1. nanofiber तैयारी

  1. दो स्थानों पर 200 मिमी के द्वारा अलग से 5 मिमी की लंबाई के लिए एकल मोड ऑप्टिकल फाइबर की बहुलक जैकेट पट्टी करने के लिए एक फाइबर कोटिंग खाल उधेड़नेवाला का प्रयोग करें। साफ दो यंत्रवत् छीन cleanroom का उपयोग भागों मेथनॉल में डूबा साफ कर लें। एसीटोन में इन दोनों छीन भागों के बीच फाइबर डुबकी। 10 के लिए प्रतीक्षा - 15 मिनट तक फाइबर की जैकेट के अलावा गिर जाते हैं। एसीटोन से फाइबर बाहर ले जाओ और cleanroom का उपयोग कर मेथनॉल में डूबा पोंछ पूरे छीन भाग को साफ।
  2. nanofiber निर्माण करने के लिए ऑप्टिकल nanofiber निर्माण उपकरण (ONME) के दो चरणों पर छीन फाइबर सेट करें।
    1. फाइबर में जांच शुरू करने और लेजर transmissio की निगरानीn photodiode का उपयोग कर और एडीसी कार्ड का उपयोग कर कंप्यूटर में संचरण डेटा रिकॉर्ड है। ONME सॉफ्टवेयर का उपयोग कर गैस का प्रवाह शुरू और लौ प्रज्वलित। 500 एनएम की कमर व्यास के साथ पतला फाइबर के निर्माण के लिए ONME सॉफ्टवेयर में पूर्व अनुकूलित पैरामीटर लोड और निर्माण की प्रक्रिया शुरू करते हैं।
      नोट: ONME एक व्यावसायिक रूप से उपलब्ध डिवाइस, पतला ऑप्टिकल फाइबर मानक गर्मी और पुल तकनीक का उपयोग कर निर्माण करने के लिए बनाया गया है। यह लौ oxyhydrogen का उपयोग करता फाइबर और दो मोटर चालित चरणों फाइबर खींचने के लिए गर्म करने के लिए। गैस प्रवाह और मंच आंदोलनों कंप्यूटर प्रोग्राम द्वारा नियंत्रित कर रहे हैं। पूर्व अनुकूलित मापदंडों, विक्रेता से प्राप्त किया जा सकता है विशेष अनुरोध पर।
  3. निर्माण के बाद, यूवी का इलाज epoxy का उपयोग nanofiber धारक को पतला फाइबर पकड़ने के लिए। शीर्ष (चित्रा 1 ए में दिखाया गया है) ग्लास प्लेट के साथ कवर का उपयोग nanofiber धारक को कवर किया। एक साफ बॉक्स के अंदर नमूना रखो और femtosecond ला करने के लिए स्थानांतरणसेवा निर्माण इकाई।

2. गुजरने लेजर निर्माण

  1. निर्माण सेटअप के संरेखण
    1. 15 मिमी की ऊंचाई पर निर्माण बेंच पर एक कांच की प्लेट में डाल दिया। 1 एमजे की नब्ज ऊर्जा पर 5 एस के लिए femtosecond लेजर चमकाना। femtosecond लेजर सफेद रोशनी पीढ़ी से पृथक प्रेरित किया, और कांच की प्लेट पर एक क्षति-लाइन के रूप में पृथक पैटर्न की उपस्थिति को पहचानें।
    2. निर्माण बेंच के एक्स-मंच का उपयोग गिलास प्लेट की ऊंचाई को बदलने की प्रक्रिया को दोहराएँ। प्रत्येक निर्माण के लिए, एक नई स्थिति में निर्माण करने के लिए 1 मिमी से निर्माण बेंच के वाई-चरण अनुवाद करते हैं।
    3. सबसे मजबूत पृथक लाइन के लिए ऊंचाई का पता लगाएं। इस स्थिति में, ठीक धुन झुकाव कोण और तह दर्पण में से एक की स्थिति को पृथक अधिकतम करने के लिए। इसके अलावा, ठीक धुन निर्माण बेंच के एक्स-चरण के झुकाव को पृथक अधिकतम करने के लिए।
      नोट: तह दर्पण का झुकाव कोण यूएसआई देखते हैएनजी विज्ञान सम्बन्धी दर्पण धारक ट्यूनिंग knobs और दर्पण की स्थिति जेड मंच है जिस पर यह मुहिम शुरू की है अनुवाद करके देखते है।
    4. अनुकूलन के बाद, सीसीडी कैमरा सॉफ्टवेयर पर पृथक लाइन की स्थिति निशान और कांच की प्लेट हटा दें।
      नोट: सीसीडी कैमरे के लिए नियंत्रण सॉफ्टवेयर छवि पर कब्जा और कब्जा कर लिया छवि पर ड्राइंग के निशान सक्षम बनाता है। यह भी कब्जा कर लिया छवि और चिह्नों के डेटा को बचाने में सक्षम बनाता है। चूंकि निर्माण बेंच के एक्स-चरण पूर्ण स्थिति संदर्भ नहीं है, सीसीडी छवि एक्स अक्ष में स्थिति संदर्भ के रूप में प्रयोग किया जाता है। सीसीडी छवि का संकल्प पिक्सेल प्रति 10 माइक्रोन है।
    5. प्लेटिनम (पं) -coater का प्रयोग, कोट 60 एस के लिए ग्लास प्लेट ग्लास प्लेट पर पंडित के एक 25 एनएम परत जमा करने के लिए। छवि एक स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप (SEM) का उपयोग कर गिलास प्लेट पर पृथक पैटर्न। पृथक पैटर्न 350 एनएम की अवधि (उम्मीद हस्तक्षेप फ्रिंज पैटर्न) तो अल के साथ आवधिक संरचना से पता चलता हैignment अनुकूलित है। कम पल्स ऊर्जा (300 μJ करने के लिए नीचे) जब तक एक आवधिक पृथक पैटर्न में देखा जाता है के लिए - और (2.1.4 कदम 2.1.1 से) प्रक्रिया को दोहराएँ।
  2. apodized पीएचसी गुहा का निर्माण
    1. निर्माण बेंच पृथक लाइन सीसीडी कैमरे पर चिह्नित करने के लिए लगभग समानांतर पर पतला फाइबर रखें।
    2. पतला फाइबर के माध्यम से एक जांच लेजर (बिजली = 1 मेगावाट) भेजें और सीसीडी कैमरे पर पतला फाइबर से बिखरने निरीक्षण करते हैं। सबसे मजबूत बिखरने हिस्सा अपनी subwavelength व्यास के कारण nanofiber क्षेत्र से मेल खाती है।
    3. निर्माण बेंच के Z चरण अनुवाद सीसीडी कैमरे पर चिह्नित पृथक लाइन की स्थिति के लिए nanofiber केंद्र।
    4. जांच लेजर बंद कर और न्यूनतम पल्स ऊर्जा (<10 μJ) के साथ femtosecond लेजर चमकाना। अनुवाद Y चरण femtosecond लेजर बीम के साथ nanofiber ओवरलैप करने के लिए। ओवरलैप nanofiber, OBS की रोशनी द्वारा की पहचान की हैसीसीडी कैमरे पर erved।
      नोट: nanofiber अब वाई-साथ femtosecond लेजर बीम और जेड अक्ष के लिए सम्मान के साथ गठबंधन किया है।
    5. आदेश पृथक लाइन की स्थिति के लिए nanofiber स्थिति ओवरलैप करने के लिए, एक्स अक्ष के साथ nanofiber संरेखित एक्स-मंच का अनुवाद करने में सीसीडी कैमरे पर चिह्नित।
    6. वाई-चरण femtosecond लेजर के साथ nanofiber के ओवरलैप अधिकतम करने के लिए अनुवाद। (शीर्ष कवर के गिलास प्लेट पर दो उज्ज्वल धब्बे के रूप में दिखाई देता है) nanofiber से दो पहले के आदेश का प्रतिबिंब का निरीक्षण करें। इन प्रतिबिंब धब्बे के आंदोलन का निरीक्षण वाई-चरण आगे और पीछे का अनुवाद करते समय।
      नोट: ये धब्बे एक पक्ष की ओर ले जाते हैं तो nanofiber पृथक लाइन के समानांतर नहीं है। इस मामले में, पृथक लाइन के लिए nanofiber समानांतर बनाने के लिए रोटेशन चरण बारी बारी से। जब वे समानांतर हैं, प्रतिबिंब धब्बे एक फ्लैश के रूप में दिखाई देगा।
    7. पृथक लाइन के समानांतर nanofiber करने के बाद, अधिकतम करने के लिए वाई-मंच का अनुवादfemtosecond लेजर बीम और nanofiber के बीच ओवरलैप करते हैं, पतला फाइबर के अंत में एक photodiode का उपयोग कर nanofiber निर्देशित मोड में बिखरे हुए femtosecond लेजर की शक्ति को मापने के द्वारा। ओवरलैप को अधिकतम करने के बाद, निर्माण θ = 0.5 डिग्री के कोण करने के लिए रोटेशन चरण बारी बारी से।
      नोट: femtosecond लेजर बीम और nanofiber के बीच अधिकतम ओवरलैप के लिए, एक femtosecond लेजर प्रकाश nanofiber निर्देशित मोड में बिखरे हुए की शक्ति को बड़ा किया जा करने की उम्मीद होगी।
    8. बिजली मीटर के साथ femtosecond लेजर ब्लॉक और 0.27 एमजे को पल्स ऊर्जा की स्थापना की। एकल शॉट विकिरण मोड में femtosecond लेजर सेटिंग बदलें।
      नोट: इस मोड में, केवल एक ही नाड़ी जब आग स्विच दबाया जाता है उत्पन्न होता है, अन्यथा कोई लेजर उत्पादन है।
      1. लेजर किरण पथ से बिजली मीटर निकालें और एक एकल femtosecond लेजर पल्स आग। इस निर्माण प्रक्रिया पूरा करती है।
  3. fabricatiदोष प्रेरित पीएचसी गुहा के पर
    1. धारा 2.1 में वर्णित के रूप में एक गिलास प्लेट पर पृथक देख कर सेटअप के संरेखण की जाँच करें। सबसे मजबूत पृथक लाइन के लिए ऊंचाई पाने के बाद, बस चरण नकाब से पहले लेजर बीम के केंद्र में एक 0.5 मिमी तांबे के तार डालने। तांबे के तार वाई अक्ष के साथ (पृथक रेखा को सीधा) होना चाहिए।
    2. जबकि जेड अक्ष के साथ तांबे के तार की स्थिति को बदलने गिलास प्लेट पर पृथक पैटर्न की जाँच करें। तांबे के तार की स्थिति को ठीक जब पृथक पृथक पैटर्न लाइन के केंद्र में एक भी खाई से पता चलता है।
    3. संरेखण के बाद, nanofiber प्रक्रिया धारा 2.2 में विस्तृत निम्नलिखित पर femtosecond लेजर निर्माण करते हैं। इस निर्माण के लिए, θ के लिए = 0 डिग्री निर्माण के कोण सेट।

3. गढ़े नमूने की विशेषता

  1. ऑप्टिकल गुण का मापन
    1. तैयार seऑप्टिकल माप के रूप में चित्रा 1 बी में दिखाया गया के लिए मेढा। पतला फाइबर में ब्रॉडबैंड प्रकाश स्रोत शुरू करने और पहले और निर्माण स्पेक्ट्रम विश्लेषक का उपयोग करने के बाद पारेषण और प्रतिबिंब स्पेक्ट्रम को मापने। निर्माण के बाद, ट्रांसमिशन स्पेक्ट्रम एक stopband गढ़े नमूने की ब्रैग गूंज के लिए इसी दिखाएगा।
    2. ध्रुवीकरण का चयन और दो orthogonal polarizations एक्स-पोल और वाई-पोल के लिए स्पेक्ट्रा लेने के लिए फाइबर इनलाइन polarizer के पैडल घुमाएँ।
      नोट: एक्स-पोल (नैनो खड्ड के किनारे ध्रुवीकरण) के लिए stopband ब्लू-स्थानांतरित 21 (छोटी तरंग दैर्ध्य की ओर) हो जाएगा और nanofiber से बिखरने मजबूत हो जाएगा। तो, स्पेक्ट्रम और सीसीडी कैमरे को देखकर polarizations का चयन करें।
    3. Polarizations में से एक के लिए, पतला फाइबर PZT (चित्रा 1 बी में दिखाया गया है) का उपयोग कर खींच द्वारा संचरण स्पेक्ट्रा ले। एस द्वारा स्पेक्ट्रा ले लो20 माइक्रोन की अधिकतम लंबाई खींच जब तक 2 माइक्रोन के चरणों में पतला फाइबर tretching (PZT स्कैनिंग रेंज द्वारा सीमित)। ध्यान से देखें कि ब्रैग गूंज लाल स्थानांतरित पतला फाइबर खींच द्वारा (अब तरंग दैर्ध्य की ओर) हो जाएगा। इन स्पेक्ट्रा से, लंबाई खींच ब्रैग प्रतिध्वनि की पारी, प्रति यूनिट की गणना।
    4. गुहा मोड को हल करने और पूर्ण गुहा संचरण को मापने के लिए, ट्यून करने योग्य सीडब्ल्यू लेजर स्रोत का उपयोग करें। पतला फाइबर में लेजर शुरू करने और एक photodiode का उपयोग कर संचरण की निगरानी।
    5. वाई-पोल के लिए stopband के लाल-पक्ष किनारे करने के लिए लेजर तरंगदैर्ध्य सेट और संचरण को कम करने के लिए फाइबर इनलाइन polarizer का उपयोग करें। इस तरह, एक्स-पोल घटक दबा दिया जाता है और केवल वाई-पोल चयन किया जाता है। लेजर तरंग दैर्ध्य सेट, जबकि 0 से पतला फाइबर खींच लाल-पक्ष बैंड बढ़त से बाहर आगे और ट्रांसमिशन रिकॉर्ड करने के लिए - 20 माइक्रोन।
      1. लेजर wavel बदलकर माप दोहराएँ0.3 एनएम के चरणों में ब्लू-पक्ष को ength जब तक पूरे stopband कवर किया जाता है। इन आंकड़ों से, प्रति इकाई लंबाई खींच गूंज पारी कदम 3.1.3 में मापा के लिए डेटा का उपयोग कर पूरे स्पेक्ट्रम को फिर से संगठित।
        नोट: एक ठेठ नमूना, stopband (ब्रैग गूंज) 2 एनएम द्वारा गुहा मोड पारियों 20 माइक्रोन और ठेठ मुक्त वर्णक्रमीय रेंज गुहा मोड के लिए 0.05 के बीच कर रहे हैं द्वारा पतला फाइबर खींच द्वारा के साथ साथ के लिए - 0.5 एनएम। पतला फाइबर खींच द्वारा 4 गुहा मोड - इनपुट लेजर का एक दिया तरंग दैर्ध्य के लिए एक कम से कम 3 उपाय कर सकते हैं। मोड के बीच अंतर आवृत्ति प्रति यूनिट की लंबाई खींच गूंज पारी कदम 3.1.3 में मापा के लिए डेटा से अनुमान लगाया जाता है। 0.3 एनएम के चरणों में लेजर तरंगदैर्ध्य को बदलने में कम से कम 2 से माप दोहरा - लगातार 3 गुहा मोड लगातार माप में फिर से मापा जाता है। एक के बाद एक माप जबकि चटाई के लिए संचरण डेटा overlaying द्वारा पूरे स्पेक्ट्रम को फिर से संगठित कर सकते हैंफिर से मापा जाता गुहा मोड के चिंग स्थिति।
    6. अब अन्य ध्रुवीकरण समान प्रक्रिया का उपयोग कर के रूप में कदम 3.1.5 और 3.1.5.1 में उल्लेख के लिए स्पेक्ट्रम को मापने।
  2. गढ़े नमूना इमेजिंग
    1. एक 2 सेमी लंबी धातु की थाली पर गढ़े नमूना रखो और यूवी का इलाज epoxy का उपयोग करने के लिए धातु की थाली पतला फाइबर के दोनों सिरों को ठीक। यकीन है कि नमूने के विकिरण की ओर धातु की थाली इतना है कि छाया पक्ष imaged किया जा सकता चेहरे बनाने।
    2. 30 एस के लिए नमूना कोट करने के लिए पं-coater का प्रयोग करें और चारों ओर 10 एनएम की मोटाई के साथ पंडित की एक परत जमा। SEM में नमूना रखें। पूरे गढ़े क्षेत्र पर हर 0.1 मिमी पर नमूना के SEM छवि ले लो।

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

चित्रा 2 गढ़े nanofiber नमूना का एक विशिष्ट खंड के SEM छवि को दर्शाता है। इससे पता चलता है कि समय-समय पर नैनो खड्ड 350 एनएम हस्तक्षेप पैटर्न को अच्छी तरह से इसी की एक अवधि के साथ, nanofiber की छाया पक्ष में बनते हैं। इनसेट नमूने के बढ़े हुए देखने से पता चलता है। नैनो खड्ड के आकार लगभग परिपत्र है और एक ठेठ नैनो गड्ढा के व्यास के चारों ओर 210 एनएम है।

चित्रा 3 ए apodized पीएचसी गुहा के लिए निर्माण परिणाम दिखाता है। विभिन्न निर्माण कोण (θ) और पल्स ऊर्जा के लिए इसी nanofiber व्यास के साथ नैनो गड्ढा सरणी के विशिष्ट प्रोफ़ाइल दिखाए जाते हैं। हलकों नैनो गड्ढा व्यास निरूपित और चौकों इसी nanofiber व्यास हैं। लाइनों गाऊसी प्रोफाइल के लिए फिट बैठता है। डेटा के नमूनों Fabri करने के लिए काले और हरे रंग के अनुरूप में दिखाया गया हैसाथ θ = 0 डिग्री लिखे क्रमश: 0.35 और 0.17 एमजे की नब्ज ऊर्जा का उपयोग कर। डेटा θ के साथ निर्मित नमूने के लिए लाल और नीले रंग के अनुरूप में दिखाया = 0.5 डिग्री क्रमश: 0.35 और 0.27 एमजे की नब्ज ऊर्जा का उपयोग कर। एक देख सकते हैं, नैनो-खड्ड nanofiber जहां nanofiber का व्यास एक समान है साथ में 2-3 मिमी की लंबाई से अधिक का गठन कर रहे हैं। नैनो गड्ढा व्यास में एक apodization femtosecond लेजर बीम की गाऊसी तीव्रता वितरण के लिए इसी मनाया जाता है। यह स्पष्ट रूप से देखा गया है कि नैनो खड्ड के व्यास कमजोर पल्स ऊर्जा के लिए कम है। इसके अलावा, नैनो-खड्ड के apodization प्रोफ़ाइल की चौड़ाई निर्माण के कोण में वृद्धि से कम है।

दोष प्रेरित पीएचसी गुहा के लिए निर्माण परिणाम चित्रा 3 बी में दिखाया गया है। एक डबल चोटी की तरह प्रोफ़ाइल मनाया जाता है। व्यास में एक क्रमिक बदलाव चोटियों के बाहर के किनारों पर मनाया जाता है, जबकि diamete आर चोटियों के अंदर किनारे पर तेजी से बदल दिया है। कोई नैनो खड्ड के साथ 0.5 मिमी की एक दोष क्षेत्र दो चोटियों के बीच मनाया जाता है। दोष क्षेत्र की लंबाई femtosecond लेजर बीम में डाला तांबे के तार की मोटाई के लिए अच्छी तरह से मेल खाती है।

चित्रा 4 एक apodized पीएचसी गुहा नमूना जिसका व्यास प्रोफ़ाइल चित्रा 3 ए में नीले रंग में दिखाया गया है के लिए प्रसारण स्पेक्ट्रा से पता चलता है। आंकड़े -4 ए और एक्स और वाई-polarizations के लिए विशिष्ट संचरण स्पेक्ट्रा दिखाने 4 बी, क्रमशः। 798.8 एनएम, जहां ट्रांसमिशन कुछ प्रतिशत से ऊपर की वृद्धि - एक्स-पोल के लिए स्पेक्ट्रम 793.7 से एक stopband क्षेत्र से पता चलता है। वाई-पोल के लिए stopband एक्स-पोल की तुलना में लाल स्थानांतरित और व्यापक है। तेज stopband के लाल-पक्ष में मनाया चोटियों गुहा मोड रहे हैं। ठेठ गुहा मोड की चालाकी और चोटी के संचरण 1 टेबल में सूचीबद्ध हैं।

"Fo: रख-together.within-पेज =" 1 "> आंकड़े 5 ए और एक्स और वाई-polarizations के लिए दोष प्रेरित पीएचसी गुहा, क्रमशः के संचरण स्पेक्ट्रा दिखाने के 5 ब एक देख सकते हैं, तेज गुहा मोड पर दिखाई देते हैं। या तो stopband के पक्ष में है। हालांकि, नीली पक्ष में मोड रिक्ति कि स्पेक्ट्रा के लाल-पक्ष की तुलना में बहुत बड़ा है। ठेठ गुहा मोड की चालाकी और चोटी के संचरण तालिका 1 में संक्षेप हैं।

आकृति 1
चित्रा 1: प्रयोग के योजनाबद्ध आरेख। (एक) निर्माण स्थापना के योजनाबद्ध आरेख। एक दो बीम हस्तक्षेप पैटर्न nanofiber बीम फाड़नेवाला और दो तह दर्पण (विवरण के लिए पाठ देखें) के रूप में एक चरण मुखौटा का उपयोग करने पर बनाई गई है। एक बेलनाकार लेंस nanofiber साथ femtosecond लेजर ध्यान केंद्रित लाइन के लिए प्रयोग किया जाता है। एक शून्य आदेश bloसीके हस्तक्षेप क्षेत्र में किसी भी अवशिष्ट शून्य क्रम में प्रकाश से बचने के लिए प्रयोग किया जाता है। एक photodiode nanofiber निर्देशित मोड में femtosecond लेजर के बिखरने का निरीक्षण करने के लिए पतला फाइबर के एक छोर से जुड़ा है। एक सीसीडी कैमरा nanofiber स्थिति पर नजर रखने के लिए प्रयोग किया जाता है। (ख) ऑप्टिकल संपत्तियों की माप के लिए योजनाबद्ध आरेख। गढ़े nanofiber नमूनों की पारेषण और प्रतिबिंब स्पेक्ट्रा एक साथ इनपुट प्रकाश का ध्रुवीकरण अलग से मापा जाता है। पीएचसी, PZT, NPBS और एसए फोटोनिक क्रिस्टल, पीजो actuator निरूपित, बीम फाड़नेवाला और स्पेक्ट्रम विश्लेषक nonpolarizing, क्रमशः। यह आंकड़ा 21 से संशोधित किया गया है। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

चित्र 2
फाईआंकड़ा 2: एक गढ़े नमूना के SEM छवि। एक ठेठ नमूने की SEM छवि एकल शॉट विकिरण का उपयोग कर गढ़े। इनसेट बढ़े हुए देखने से पता चलता है। समय-समय पर नैनो गड्ढा संरचनाओं nanofiber की छाया पक्ष पर मनाया जाता है। यह आंकड़ा 21 से संशोधित किया गया है। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

चित्र तीन
चित्रा 3: निर्माण विधि का संक्षिप्त योजनाबद्ध के साथ nanofiber पर नैनो गड्ढा ऐरे का व्यास प्रोफ़ाइल। (क) apodized पीएचसी गुहा के लिए व्यास प्रोफ़ाइल। हलकों नैनो गड्ढा व्यास निरूपित और चौकों इसी nanofiber व्यास हैं। लाइनों गाऊसी प्रोफाइल के लिए फिट बैठता है। डेटा bla में दिखाया गया हैसी.के. और साथ θ = 0 डिग्री गढ़े नमूने के लिए हरी अनुरूप है, क्रमश: 0.35 और 0.17 एमजे की नब्ज ऊर्जा का उपयोग कर। डेटा, θ = 0.5 डिग्री के साथ निर्मित नमूने के लिए लाल और नीले रंग के अनुरूप में दिखाया क्रमश: 0.35 और 0.27 एमजे की नब्ज ऊर्जा का उपयोग कर। (ख) दोष प्रेरित पीएचसी गुहा के लिए व्यास प्रोफ़ाइल 0.4 एम.जे. का एक पल्स ऊर्जा का उपयोग कर गढ़े। नीले हलकों और काले वर्गों नैनो गड्ढा व्यास और nanofiber व्यास क्रमश: दिखाने के लिए। यह आंकड़ा 22 से पुन: उपयोग किया जाता है। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

चित्रा 4
चित्रा 4: Apodized पीएचसी गुहा की ट्रांसमिशन स्पेक्ट्रा। (क) एक्स apodized पीएचसी गुहा के ट्रांसमिशन स्पेक्ट्रम-pol और (ख) वाई पोल। के कुछ हिस्सों स्पेक्ट्रा, नीले बक्से द्वारा चिह्नित बढ़े और insets में दिखाए जाते हैं। यह आंकड़ा 22 से पुन: उपयोग किया जाता है। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

चित्रा 5
चित्रा 5: दोष प्रेरित पीएचसी गुहा की ट्रांसमिशन स्पेक्ट्रा। (क) एक्स-पोल और (ख) वाई-पोल के लिए दोष प्रेरित पीएचसी गुहा के ट्रांसमिशन स्पेक्ट्रम। स्पेक्ट्रा के कुछ हिस्सों, नीले बक्से द्वारा चिह्नित बढ़े और insets में दिखाए जाते हैं। यह आंकड़ा 22 से पुन: उपयोग किया जाता है। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

आकृति मोड एफ टी [%] एफएसआर [सेमी -1] एल [मिमी]
4 (क) (1,2,3) (71, 39, 16) (33, 87, 93) 7.94 0.54
4 (बी) (1,2,3) (500, 27, 11) (21, 30, 73) 3.94 1.09
5 (क) (1,2,3,4) (198, 115, 50, 21) (25, 39, 64, 83) 3.34 1.28
(ऐ बी सी डी) (86, 63, 48, 20) (26, 56, 73, 90) 1.58 2.71
5 (ख) (1,2,3,4) (178, 104, 43, 22) (17, 39, 65, 93) 1.36
(ऐ बी सी डी) (48, 44, 24, 22) (20, 38, 56, 87) 1.25 3.43

तालिका 1: ठेठ गुहा मोड के ऑप्टिकल अभिलक्षण। इस तालिका में आंकड़े -4 ए, 4 बी, 5 ए और में चिह्नित ठेठ गुहा मोड के ऑप्टिकल विशेषताओं का सार 5 ब। एफ, टी, एफएसआर, और एल निरूपित चालाकी, शिखर संचरण, मोड रिक्ति, और अनुमानित गुहा लंबाई, क्रमशः। इस तालिका में 22 से पुन: उपयोग किया जाता है।

पूरक फ़ाइल 1: ONME सेटअप की तस्वीर। इस फाइल को डाउनलोड करने के लिए यहां क्लिक करें।

Supplementaएल फ़ाइल 2: गुजरने लेजर निर्माण सेटअप की तस्वीरें। इस फाइल को डाउनलोड करने के लिए यहां क्लिक करें।

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Nanofiber की लेंसिंग प्रभाव निर्माण तकनीक में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है, जिससे nanofiber की छाया सतह पर नैनो खड्ड बनाने (चित्रा 2 में दिखाया गया है)। nanofiber की लेंसिंग प्रभाव भी निर्माण की प्रक्रिया अनुप्रस्थ दिशा (शाफ़्ट) में किसी भी यांत्रिक अस्थायित्व को मजबूत बनाता है। इसके अलावा, एकल शॉट विकिरण के कारण, अन्य axes साथ अस्थायित्व निर्माण को प्रभावित नहीं करते विकिरण समय के रूप में केवल 120 एफएस (यानी पल्स चौड़ाई) है। नतीजतन, अच्छी तरह से परिभाषित अवधि के साथ आवधिक nanostructures किसी विशेष ख्याल रखने यांत्रिक कंपन को दबाने के लिए बिना, समय के कई हजारों के ऊपर निर्मित कर रहे हैं।

मिथ्या मिलिंग, इलेक्ट्रॉन बीम लिथोग्राफी और यहां तक ​​कि femtosecond लेजर पृथक तरह कई नैनो तकनीक, बिंदु से बिंदु निर्माण को लागू करने। बिंदु से बिंदु निर्माण अच्छी तरह से कठोर नमूने, जहां यांत्रिक स्टेशन के लिए अनुकूल हैसाख गारंटी दी जा सकती। ऑप्टिकल nanofibers के मामले में, अगर पतला फाइबर किसी भी कठोर सब्सट्रेट को छूने के बिना फांसी रखा जाता है तो यांत्रिक अस्थायित्व निर्माण की प्रक्रिया को प्रभावित करता है। दूसरी ओर, यदि nanofiber सब्सट्रेट की नक़्क़ाशी सब्सट्रेट से ही या तो की वजह से प्रदूषण को एक कठोर सब्सट्रेट पर रखा गया है ऑप्टिकल गुणवत्ता नीचा कर सकते हैं। विशेष रूप से, मिथ्या मिलिंग तकनीक के संबंध में, अतिरिक्त कमियां आयन बीम से ही प्रदूषण के कारण कारण nanofiber और सामग्री संशोधन के प्रभाव को चार्ज करने के लिए यांत्रिक अस्थायित्व हैं। इसलिए, प्रोटोकॉल यहाँ nanofiber पर एक एकल शॉट ऑप्टिकल निर्माण के लिए प्रस्तुत बिंदु से बिंदु निर्माण के लिए बेहतर है। हालांकि, बिंदु से बिंदु निर्माण कुछ अनुप्रयोगों जहां nanofiber पर मनमाना पैटर्न fabricating आवश्यक है के लिए पसंद किया जा सकता है।

प्रोटोकॉल में एक महत्वपूर्ण कदम के निर्माण की स्थापना के संरेखण है। एफए के बादbrication 120 एफएस के एक पल्स चौड़ाई के साथ femtosecond नाड़ी द्वारा किया जाता है, ± 1 के आदेश के बीच ऑप्टिकल पथ लंबाई फर्क स्थानिक ओवरलैप 23 सुनिश्चित करने के लिए कम से कम किया जाना चाहिए। पथ की लंबाई का अंतर हस्तक्षेप फ्रिंज की उच्च दृश्यता सुनिश्चित करने के लिए कम से कम 36 माइक्रोन होना चाहिए। इसलिए, स्थिति और तह दर्पण का झुकाव कोण ठीक नियंत्रित किया जाना चाहिए। हालांकि nanofiber साथ femtosecond लेजर बीम आकार 5.6 मिमी है हस्तक्षेप क्षेत्र एक्स अक्ष दालों के स्थानिक ओवरलैप द्वारा सीमित के साथ कम से कम 1 मिमी है। यह भी ध्यान रखना है कि femtosecond लेजर बीम बिल्कुल चरण मुखौटा और निर्माण बेंच चरण मुखौटा के समानांतर होना चाहिए सीधा करने के लिए घटना है लिया जाना चाहिए। यहां तक ​​कि 10 mrad के एक झुकाव हस्तक्षेप फ्रिंज बाहर धोने के लिए पर्याप्त पथ की लंबाई का अंतर पैदा कर सकते हैं। अंत में, बेलनाकार लेंस की धुरी ठीक चरण मुखौटा पर लाइनों को सीधा होना चाहिए। अन्यथा यह होगा इंदुसीई लाइन के बीच एक रोटेशन कोण ध्यान केंद्रित उन दोनों के बीच ओवरलैप को कम करने ± 1 के आदेश।

सफल निर्माण के लिए एक और महत्वपूर्ण आवश्यकता उच्च गुणवत्ता nanofiber का उत्पादन होता है। उच्च चालाकी गुहा मोड पाने के लिए, मूल nanofiber संचरण> 95% होना चाहिए और धूल या किसी संक्रमण से मुक्त होना चाहिए। nanofiber पर किसी भी संक्रमण गैर प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य निर्माण में जिसके परिणामस्वरूप अनियमित तीव्रता पैटर्न प्रेरित करेगा और यहां तक ​​कि nanofiber तोड़ सकता है। nanofiber की गुणवत्ता उच्च संचरण और सीसीडी कैमरे पर मनाया निर्देशित मोड के बिखरने पैटर्न से आंका जाता है।

ट्रांसमिशन स्पेक्ट्रा, आंकड़े 4 और 5, शो stopband क्षेत्रों में दिखाया गया है जहां इनपुट प्रकाश की 98% से अधिक परिलक्षित होता है और संचरण है कुछ प्रतिशत करने के लिए चला जाता है। stopband से संचरण दूर चारों ओर 100% सुनिश्चित करना है कि निर्माण के महत्वपूर्ण नुकसान के लिए प्रेरित नहीं है और हैnanofiber के ऑप्टिकल गुणवत्ता बनाए रखता है। इसके अलावा, मनाया उच्च चालाकी गुहा मोड (1 टेबल में सूचीबद्ध) stopband अंदर आगे निर्माण की गुणवत्ता सुनिश्चित करता है। stopband अच्छी तरह nanofiber पर समय-समय पर नैनो खड्ड से ब्रैग प्रतिबिंब से समझा जाता है। ब्रैग अनुनाद (λ आर = 2n eff Λ जी) निर्देशित मोड और हस्तक्षेप फ्रिंज की पिच (Λ जी) के प्रभावी सूचकांक (एन eff) पर निर्भर करता है। इस प्रोटोकॉल में प्रस्तुत डाटा में, stopband 800 एनएम के तरंग दैर्ध्य के आसपास मनाया जाता है। stopband और गुहा मोड पतला फाइबर खींच द्वारा 10-15 एनएम के ऊपर देखते जा सकता है। हालांकि, आगे प्रतिध्वनि तरंगदैर्ध्य को बदलने के लिए एक अलग n eff एहसास या चरण मुखौटा बदलने के लिए एक अलग Λ जी का एहसास करने के लिए nanofiber व्यास को बदलना होगा।

तालिका 1, चालाकी में सूचीबद्ध गुहा मोड से30 से लेकर मूल्यों - 500 महसूस किया जा सकता है। Nanofiber निर्देशित मोड के मजबूत अनुप्रस्थ कारावास के कारण, उच्च सहकारिता / परसेल कारकों जैसे चालाकी के लिए उम्मीद कर रहे हैं 16 महत्व देता है। इस तरह के एक फाइबर आधारित पीएचसी गुहा में क्षेत्र के मजबूत कारावास के साथ-साथ ब्रॉडबैंड tunability Nanophotonics से क्वांटम सूचना विज्ञान को लेकर विभिन्न अनुप्रयोगों के लिए उच्च मांग प्रदान करता है।

अंत में, हम subwavelength व्यास सिलिका फाइबर femtosecond लेजर प्रेरित पृथक प्रयोग पर 1 डी पीएचसी गुहाओं fabricating के लिए एक प्रोटोकॉल प्रस्तुत किया है। इस तरह के निर्माण तकनीक माइक्रो / nanofibers से विभिन्न nanophotonic उपकरणों बनाने के लिए लागू किया जा सकता है और अन्य nanofabrication प्रक्रियाओं के लिए अनुकूलित किया जा सकता है।

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Femtosecond Laser Coherent Inc. Libra HE
Phase Mask Ibsen Photonics Custom Made
Optial Nanofiber Manufacturing Equipment   Ishihara Sangyo ONME
ADC Card PicoTech ADC-24
Single mode fiber Fujikura FutureGuide-SM
Broadband source NKT Photonics SuperK EXTREME
CW Tunable Laser Coherent Inc. MBR-110
Spectrum analyser (Transmission spectrum) Thermo Fisher Scientific Nicolet 8700
Spectrum analyser (Reflection spectrum) Ocean Optics QE65000
CCD Camera Thorlabs DCC1545M
Power Meter Thorlabs D3MM
Pt-Coater Vacuum Device Inc. MSP-1S
Scanning Electron Microscope Keyence VE-9800
UV Curable Epoxy NTT-AT AT8105
Photodiode ThorLabs PDA 36A-EC
Clean room wipe TExWipe TX-404
Fiber coating stripper NTT-AT Fiber nippers 250 μm 
Cover glass Matsunami Glass IND,LTD NEO micro cover glass 0.12-0.17 mm 
PZT NOLIAC NAC 2011-H20
Cylindrical lens stage NewPort M-481-A 
Y,Z stages Chuo Precision Industrial Co., LTD. LD-149-C7
Rotation stage SIGMA KOKI KSPB-1026MH
Z-stage(1), Z-stage(2) NewPort M-460P 

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Painter, O. J., et al. Two-Dimensional Photonic Band-Gap Defect Mode Laser. Science. 284, 1819-1821 (1999).
  2. Loncar, M., Scherer, A., Qiu, Y. Photonic crystal laser sources for chemical detection. Appl. Phys. Lett. 82, 4648 (2003).
  3. Tanabe, T., Notomi, M., Mitsugi, S., Shinya, A., Kuramochi, E. All-optical switches on a silicon chip realized using photonic crystal nanocavities. Appl. Phys. Lett. 87, 151112 (2005).
  4. Yoshie, T., et al. Vacuum Rabi splitting with a single quantum dot in a photonic crystal nanocavity. Nature. 432, 200-203 (2004).
  5. Akimov, A. V., et al. Generation of single optical plasmons in metallic nanowires coupled to quantum dots. Nature. 450, 402-406 (2007).
  6. Noginov, M. A., et al. Demonstration of a spaser-based nanolaser. Nature. 460, 1110-1112 (2009).
  7. Zhang, X. Y., Zhang, T., Hu, A., Song, Y. J., Duley, W. W. Controllable plasmonic antennas with ultra narrow bandwidth based on silver nano-flags. Appl. Phys. Lett. 101, 153118 (2012).
  8. Tong, L., Zi, F., Guo, X., Lou, J. Optical microfibers and nanofibers: A tutorial. Opt. Comm. 285, 4641-4647 (2012).
  9. Morrissey, M. J., et al. Spectroscopy, manipulation and trapping of neutral atoms, molecules, and other particles using optical nanofibers: A review. Sensors. 13, 10449-10481 (2013).
  10. Kien, F. L., Dutta Gupta, S., Balykin, V. I., Hakuta, K. Spontaneous emission of a cesium atom near a nanofiber: Efficient coupling of light to guided modes. Phys. Rev. A. 72, 032509 (2005).
  11. Nayak, K. P., Melentiev, P. N., Morinaga, M., Kien, F. L., Balykin, V. I., Hakuta, K. Optical nanofiber as an efficient tool for manipulating and probing atomic fluorescence. Opt. Express. 15, 5431-5438 (2007).
  12. Nayak, K. P., Hakuta, K. Single atoms on an optical nanofiber. New J. Phys. 10, 053003 (2008).
  13. Nayak, K. P., Kien, F. L., Morinaga, M., Hakuta, K. Antibunching and bunching of photons in resonance fluorescence from a few atoms into guided modes of an optical nanofiber. Phys. Rev. A. 79, 021801 (2009).
  14. Yalla, R., Nayak, K. P., Hakuta, K. Fluorescence photon measurements from single quantum dots on an optical nanofiber. Opt. Express. 20, 2932-2941 (2012).
  15. Yalla, R., Kien, F. L., Morinaga, M., Hakuta, K. Efficient Channeling of Fluorescence Photons from Single Quantum Dots into Guided Modes of Optical Nanofiber. Phys. Rev. Lett. 109, 063602 (2012).
  16. Kien, F. L., Hakuta, K. Cavity-enhanced channeling of emission from an atom into a nanofiber. Phys. Rev. A. 80, 053826 (2009).
  17. Kato, S., Aoki, T. Strong coupling between a trapped single atom and an all-fiber cavity. Phys. Rev. Lett. 115, 093603 (2015).
  18. Hoffman, J. E., et al. Ultrahigh transmission optical nanofibers. AIP Advances. 4, 067124 (2014).
  19. Nayak, K. P., et al. Cavity formation on an optical nanofiber using focused ion beam milling technique. Opt. Express. 19, 14040-14050 (2011).
  20. Kien, F. L., Nayak, K. P., Hakuta, K. Nanofibers with Bragg gratings from equidistant holes. J. Modern Opt. 59, 274-286 (2012).
  21. Nayak, K. P., Hakuta, K. Photonic crystal formation on optical nanofibers using femtosecond laser ablation technique. Opt. Express. 21, 2480-2490 (2013).
  22. Nayak, K. P., Zhang, P., Hakuta, K. Optical nanofiber-based photonic crystal cavity. Opt. Lett. 39, 232-235 (2014).
  23. Becker, M., et al. Fiber Bragg grating inscription combining DUV sub-picosecond laser pulses and two-beam interferometry. Opt. Express. 16, 19169-19178 (2008).

Tags

इंजीनियरिंग अंक 120 क्वांटम प्रकाशिकी Nanophotonics Nanofabrication लेजर पृथक फोटोनिक क्रिस्टल ऑप्टिकल nanofiber क्वांटम सेंसिंग क्वांटम सूचना
एक nanofiber गुजरने लेजर प्रेरित पृथक प्रयोग पर 1-डी फोटोनिक क्रिस्टल गुहा का निर्माण
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Nayak, K. P., Keloth, J., Hakuta, K. … More

Nayak, K. P., Keloth, J., Hakuta, K. Fabrication of 1-D Photonic Crystal Cavity on a Nanofiber Using Femtosecond Laser-induced Ablation. J. Vis. Exp. (120), e55136, doi:10.3791/55136 (2017).

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