Waiting
Login processing...

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

Engineering

Ontwerp en fabricage van een optische vezel gemaakt van Water

Published: November 8, 2018 doi: 10.3791/58174

Summary

Dit protocol beschrijft het ontwerp en de vervaardiging van een water-brug en de activering als een water-vezel. Het experiment toont aan dat capillaire resonanties van de water-vezel zijn optische transmissie moduleren.

Abstract

In dit verslag, een optische vezel waarvan de kern bestaat uitsluitend uit water, terwijl de bekleding lucht is, is ontworpen en geproduceerd. In tegenstelling tot solid-bekleding apparaten zijn capillaire trillingen niet beperkt, waardoor de vezel muren te verplaatsen en te trillen. De vezel is opgebouwd door een hoge gelijkspanning (DC) spanning van enkele duizenden volt (kV) tussen twee waterreservoirs waarmee een zwevende water draad, bekend als een water-brug. Door de keuze van micropipetten is het mogelijk om te bepalen van de maximale diameter en de lengte van de vezel. Optische vezel couplers, aan beide zijden van de brug, activeren als een optische waveguide, waardoor onderzoekers om te controleren de water vezel capillaire lichaam golven door transmissie modulatie en, dus, veranderingen in de oppervlaktespanning afleiden.

Twee belangrijke golf types, capillaire en elektromagnetische, mede te beperken, wordt een nieuw pad van onderzoek in de interacties tussen licht en vloeistof-muur apparaten geopend. Water-ommuurde microdevices zijn een miljoen keer zachter dan hun stevige tegenhangers, dienovereenkomstig verbetering van de respons op minuut krachten.

Introduction

Sinds de doorbraak van optische vezels in communicatie, bekroond met een prijs van Nobel in 20091, groeide een reeks van vezel gebaseerde toepassingen naast. Vezels zijn tegenwoordig een noodzaak in laser chirurgie2, alsmede in coherente X-ray generatie3,4, begeleide-geluid5 en supercontinuum6. Natuurlijk, het onderzoek naar glasvezel uitgebreid met behulp van solids in exploitatie van vloeistoffen voor de begeleiding van de optische Golf, waar vloeistof gevulde microchannels en laminaire flow de eigenschappen van het vervoer van een vloeistof met de voordelen van de optische combineren ondervraging7,8,9. Echter, deze apparaten klem van de vloeistof tussen lichamen, en daarom verbieden te verkondigen zijn eigen karakter van de Golf, bekend als capillaire Golf.

Capillaire golven, vergelijkbaar zijn met die gezien wanneer het gooien van een steen in een vijver, zijn een belangrijke Golf in de natuur. Echter, als gevolg van de hindernissen voor het beheren van een vloeistof zonder demping van het oppervlak door middel van kanalen of vaste stoffen, worden ze nauwelijks gebruikt voor het opsporen of toepassing. In tegenstelling, heeft het apparaat gepresenteerd in dit protocol geen vaste grenzen; het wordt omringd door en stromen in de lucht, waardoor, bijgevolg, capillaire golven te ontwikkelen, uitdragen, en interactie met licht.

Om een water-vezel, is het noodzakelijk om terug te gaan naar een techniek die bekend staat als de brug zwevende water eerst gemeld in 189310, waar twee bekers gevuld met gedestilleerd water en verbonden met een hoogspanningsstation bron zullen vormen een fluidic, water draad-achtige verbinding tussen deze11. Water bruggen kunnen oplopen tot een lengte van 3 cm12 of worden zo dun als 20 nm13. Wat betreft de fysieke oorsprong, heeft het aangetoond dat oppervlak spanningen, evenals diëlektrische krachten, zijn beide verantwoordelijk voor de uitvoering van de brug gewicht14,15,16. U activeert de brug van water als een water-vezel, we paar licht met een adiabatically taps toelopende silica vezel17,18 en uit met een siliciumdioxide vezel lens19. Een dergelijk apparaat kunt optische, akoestische en capillaire golven, waardoor dit voordelige voor multi-wave detectoren en lab-on-chip20,21,22 toepassingen hosten.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Let op: Dit experiment houdt hoogspanning. Het is de verantwoordelijkheid van de lezer om te controleren of met de veiligheidsinstanties dat hun experiment regelgeving volgt voordat ik overga op de hoogspanning.

Opmerking: Elke vorm van polar vloeistof kan worden gebruikt voor de productie van vloeibare vezels, zoals ethanol, methanol, aceton of water. De polariteit van de vloeistof dicteert de stabiliteit en de diameter van de gemaakte vezel23,24. Voor beste resultaten, gebruik gedeïoniseerd water met 18 MΩ weerstand. Raadpleeg voordat u kiest van optische componenten, zoals optische vezels en lichtbronnen, de literatuur om ervoor te zorgen een lage absorptie in de vezel van de water/vloeistof bij de gewenste optische golflengte. Het protocol kan worden onderbroken op een gegeven moment voor het vullen van de waterreservoir (stap 4.5).

1. bereiding van de stuwmeren en experimenteel Station

  1. Het vervaardigen van twee poly(methyl methacrylate) (PMMA) reservoirs met magnetische schakelaars voor de pipet en de hoogspanning, volgens Figuur 1.
    1. Twee PMMA platen snijden tot 60 x 50 x 10 mm in grootte, Boor gaatjes van 8 mm in diepte en 7 mm diameter op de achterkant van de platen. Lijm connector magneten in de holten.
    2. Voor de capillaire klem, Knip een streep van PMMA tot 45 x 10 x 2 mm en twee magneten op de bovenzijde van het lijmen.
    3. Voor de elektrische aansluiting, wikkel magneten in een klein stukje van metaal folie en elektrisch aansluiten met krokodil klemmen aan de hoog-voltage (HV) bron. De reservoirs houden ongeveer 100-300 µL van water. Plaats de verpakte magneten in fluidic contact met het water in het reservoir.
      Opmerking: Gebruik bij voorkeur, magnetische schakelaars voor klemmen en hoogspanning. Indien mogelijk, doen niet om het gebruik van enige vorm van lijm te hechten de klemmen of de geselecteerde verbindingslijnen, zoals vele soorten lijm onder invloed van hoge spanning of in de aanwezigheid van elektrische bogen oplossen en de water vezel stabiliteit of de optische kwaliteit verminderen.
  2. Mount één PMMA reservoir op een 5-mate-van-vrijheid (DOF) micro-positionering podium.
  3. Grondig schoon alle aansluitingen en gebieden met isopropanol (spectrale klasse) gevolgd door gedeïoniseerd water. Föhnen met stikstof. Dekking van de PMM waterreservoir en alle klemmen met polytetrafluorethyleen (PTFE) tape om te voorkomen dat eventuele lekken of druipend van het water.
  4. Plaats de set-up onder een optische Microscoop voor afbeeldingen. Ver-veld doelstellingen hanteren (5 X, 0.14 NA, en 34 mm WD voor lange water vezels en 20 X, 0.42 nb en 20 mm WD lens voor korte water vezels) om te voorkomen dat ongewenste aarding tussen de HV-oppervlakte van de vezel van het water en de elektrisch geleidend Microscoop set-up.
  5. Instellen twee optische vezel klemmen op lineaire overgangsperiode podia, achter elke waterreservoir, volgens Figuur 1. Elke fiber coupler moet zitten kundig voor teruggaan en toekomen binnen de micropipet (besproken in de volgende sectie).

2. het kiezen van de micropipetten en de spanning

  1. De binnendiameter van de micropipet zorgt voor een maximale straal van de gefabriceerde water vezel. Gebruik wilt maken van een 5-µm straal water vezel, 150-µm--binnendiameter pipetten, gecombineerd met 125-µm-diameter optische vezels. Gebruik voor dikker (20-90 µm) en langere (800-1.000 µm) water vezels micropipetten met een binnendiameter van 850 µm.
    Opmerking: als een vuistregel, de water-vezel maximumlengte wordt geschat door te vermenigvuldigen met de maximale straal 25. Voor meer informatie, verwijzen naar tabel 1.
    1. Breken de micropipet met de hand over een rand aan een lengte van 3 cm.
  2. Als wilt maken water vezels met een diameter van maximaal 110 µm, het toepassen van een spanning tussen de twee waterreservoirs tussen 1,5 kV en 3 kV. Voor water vezels bereiken tot een millimeter in de lengte, het toepassen van maximaal 8 kV. Vergelijken met Figuur 1 voor elektrische bedrading suggesties.

3. voorbereiding van de optische Couplers

Opmerking: Gebruik voor het beste resultaat van de transmissie, een taps toelopende glasvezel in enkelvoudige modus te lanceren van laserlicht in de vezel van het water en een lens plaatst zeer multimode-glasvezel als de output coupler (core > 100 µm). Echter, voor een eenvoudige bediening, gebruik een lage multimode-glasvezel als de output apparaat (bijvoorbeeld een 1550-nm single-mode fiber voor een golflengte van 780 nm).

  1. Fabricage van een taps toelopende Fiber Coupler
    Opmerking: Zie Figuur 2.
    1. Strip de 780 nm enkelvoudige modus vezel met een stripper van de vezel van de kunststof gevelbekleding bloot van een ruimte van 10-15 mm van blote vezel. Reinig de blootgestelde gebied met delicate taak doekjes in combinatie met aceton. De vezel door de gewenste micropipet voor taps toelopende het doorgeven. De vezel onder de criteria van de enkelvoudige modus met een helling kleiner is dan 1/20-conus.
    2. Gebruik een waterstof-vlam voor taps toelopende van de vezel met een debiet van 140 mL/min, terwijl tegelijkertijd trekken de conus van beide kanten aan 0.06 mm/s.
      Opmerking: Het tapse gedeelte is in totaal tussen 6 tot 9 mm. Als de vezel breekt vóór het bereiken van de enkelvoudige modus-criteria, de waterstof doorstroming naar hogere tarieven aanpassen of plaats de vezel in een warmer gebied van de fakkel. Als het gebied langer is, past de waterstof stroom om lagere tarieven of de vezel in een koudere omgeving van de fakkel plaatsen.
    3. Uitschakelen van de vlam en de spanning in de vezel zorgvuldig te verhogen totdat het breekt op de dunste plek. Gebruik deze taps toelopende vezel als de input koppelstuk.
      Let op: De taps toelopende vezel is kwetsbaar.
  2. Fabricage van een vezel Lens Coupler
    1. Strip de 1550-nm single-mode fiber uiteinde met een fiber-stripper en reinig het blootgestelde gebied met delicate taak doekjes in combinatie met aceton. Kiezen en bereiden een pipet zoals hierboven beschreven en doorgeven van de vezel erdoorheen.
    2. Verwarm het uiteinde met een elektrische fusion splicer of CO2 -laser op 15-W-kracht, gericht door middel van een 200 mm lens, tot het einde van de fiber glas vloeibaar wordt en een licht afgeronde vorm vormt, bekend als een vezel lens.

4. montage

  1. De vezel couplers invoegen de gewenste micropipetten als nog niet klaar.
  2. Klem de micropipet, de premanufactured, magnetische PMMA-klem, met de vezel couplers op de stuwmeren PMMA. De niet-tapered kant van de micropipetten moet bereiken in het waterreservoir. Klem elke van de vezel couplers op een lineaire positionering podium.
  3. De taps toelopende fiber coupler verbinden met een laserbron van 780 nm, continuous wave, vezel-coupled 10-mW en het voorste koppelingsvlak van vezel, objectief naar een Energiemeter. Vul het reservoir met water en ervoor te zorgen dat er geen luchtbellen in de micropipet vast zitten. Indien nodig, duwen of te trekken ze met de optische koppeling (uit stap 3.1 of dienovereenkomstig uit stap 3.2).
    Opmerking: In dit stadium, na de optische weglengte, de stations zijn: de laser-lichtbron, de optische vezel, (en deze vezel doorloopt) de vezel klem op een lineaire stadium, het water in het reservoir met elektrische aansluiting, de micropipet gevuld met water, de optische taps toelopende fiber coupler, vrije ruimte (later: water vezel), de vezel lens koppelstuk (nu de tweede vezel), de micropipet gevuld met water, het waterreservoir met elektrische aansluiting, de vezel klem op een lineaire stadium, en ten slotte de Energiemeter.
  4. Sluit de uiteinden van de gemonteerde micropipetten door de 5-degre-van-vrijheid-mount voor het waterreservoir PMMA om een fluidic contact tussen de micropipetten aan te passen. Zet de lichtbron en de Energiemeter. Aanpassen van de vezel couplers om een overdracht met behulp van de 5-DOF PMMA water reservoir mount.
    Opmerking: Gebruik juiste laser veiligheidsuitrusting.
  5. Verbinding maken met de hoogspanning elektrisch met het waterreservoir door het plaatsen van de magnetische schakelaars, verpakt in metallische folie de magnetische tegenhangers in de PMM water reservoir en krokodil klemmen aan de metalen folie verbonden. De krokodil klemmen via elektrische kabels verbinden met de bron HV (Figuur 2a).

5. uitvoeren van het Experiment

  1. Verhoog de spanning op de gewenste waarde. Een startpunt voor een zeer korte en smalle brug is 1,5 kV. Stabiele bruggen met 100 µm en meer in lengte kunnen worden bereikt met 2,5-3 kV.
  2. Verhoog langzaam de afstand tussen de micropipetten op de gewenste lengte volgens de keuze van de micropipetten (Figuur 2b en 2 c). Couplers en pipetten met de fase 5-DOF en de etappes van de 1-DOF voor het optimaliseren van de optische transmissie aanpassen.
  3. Meten van de doelmatigheid van de koppeling door het nemen van een meting op de Energiemeter en nemen de ratio van de combinatie-de kracht van de combinatie-out laser.
  4. Koppelt de Energiemeter en sluit een photoreceiver op de uitvoer fiber coupler. De photoreceiver verbinden met een oscilloscoop. Recordtijd trace metingen van de doorvallend licht, vertegenwoordigen de capillaire water vezel oscillaties.
  5. Converteert de tijd trace metingen via Fast Fourier transformatie naar frequentiedomein. De centrale frequentie overnemen op volledige breedte op halve maximum waarnaar de capillaire kwaliteitsfactor.
    Opmerking: Maak een spectrogram om te controleren op frequentie jitter.
  6. Gebruik het bovenaanzicht Microscoop set-up te karakteriseren de meetkundige structuur van de vezel van het water. De vezel straal wordt verkregen op het dunste gedeelte van de water-vezel.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

De efficiëntie van de koppeling van een water-vezel naar een zeer multimode-glasvezel kunnen maar liefst 54%25,26. De efficiëntie van de koppeling naar een single-mode fiber is tot en met 12%25,26. Water vezels kunnen zo dun als 1.6 µm in diameter en kunnen hebben een lengte van 46 µm (Figuur 3)25,26, of ze kunnen tot 1.064 mm lang met een diameter van 41 µm (Figuur 3)25,26. De transmissie spectrogram onthult capillaire trilling van de vezel van de water, vergelijkbaar met die van een gitaar string (Figuur 4)25,26. De capillaire kwaliteit factoren werden geschat op maar liefst 14 voor lange vezels25,26. Gezien de theorie op water bruggen is het mogelijk om een schatting van de verhouding tussen de oppervlaktespanning en de diëlektrische kracht25,26te.

Figure 1
Figuur 1: schema van de set-up. (een) deze afbeelding ziet u de vezel van de experimentele opstelling van water. (b) deze schets toont het waterreservoir, de elektrische connector en de klem van de pipet. (c) dit paneel toont de zachtheid van de water-ommuurde waveguide vergeleken met gemeenschappelijke vaste stoffen. Dit cijfer is gedeeltelijk overgenomen uit Douvidzon et al. 25 , 26. Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.

Figure 2
Figuur 2: foto's van Set-up. (een) dit paneel toont het PMMA-water reservoir op een 5-DOF mount. met de PMMA-pipet klem, de micropipet, de optische vezel en de elektrische connector. (b) dit paneel toont dat een fluidic contact tussen de micropipetten is gemaakt. (c) dit paneel toont aan dat de afstand tussen de micropipetten is toegenomen om een water-vezel. Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.

Figure 3
Figuur 3: karakterisering van de vezel Water. (een) dit paneel toont een water vezel langer dan 1 mm. De volgende twee panelen tonen (b) een water micron-schaal-dunne vezel, (c) de oppervlakte verstrooiing als gevolg van de capillaire golven op de grens van water vezel vloeistof-fase. (d) dit paneel toont licht doorgeven via het water vezel volume bevestigd door een fluorescerende kleurstof meting. Dit cijfer is gereproduceerd van Douvidzon et al. 25 , 26. Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.

Figure 4
Figuur 4: experimenteel meten van de modi water fiber "gitaar-string". (een) dit paneel toont een trace van de tijdmeting. (b) een schommeling spectrum onthult een fundamentele modus en integer vermenigvuldigingen, haar drie boventonen (dash lijnen). (c) dit paneel toont een schommeling spectrogram een 0.94-mm lange vezels met veranderende spanning en, dienovereenkomstig, verandert de diameter van de vezel, met spanning de eerste constante, vervolgens verhoogd, en ten slotte daalden. De kleurcode beschrijft de transmissie. (d) dit paneel toont de fundamentele frequentie van de vezel als een functie van de vezel diameter (cirkels) samen met een theoretische voorspelling (gestippelde lijn). Horizontale en verticale foutbalken vertegenwoordigen de onzekerheid van acht opeenvolgende, 250 ms-demontage metingen van de centrale frequentie en de bijbehorende diameter vezel. Alle panelen, vezel is 0.94 millimeter en de trilling is optisch ondervraagd met een foto-elektrische cel. De diameter is gemeten via Microscoop. Dit cijfer is gereproduceerd van Douvidzon et al. 25 , 26. Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.

Water vezel Pipetteer van inwendige diameter
Lengte [µm] Straal [µm] Potentieel [V] Taper kant [µm] Lens kant [µm]
Fig. 1b 830 51 6000 850 850
Fig. 2a 1064 20,5 6000 850 850
Fig. 2b 46 1.6 - 0.8 1500 150 850
Fig. 2c 820 32,5 5000 850 850
Fig. 2d 110 4,75 3000 150 150
Fig. 3 940 20 - 90 3000 - 8000 850 850
Fig. 4 24 - 73 2.7-3 2500 150 850

Tabel 1: vezel lengte en straal Water. Deze tabel toont de water vezel lengte en radius met betrekking tot de elektrische potentiaal en de diameter van de pipet. Deze tabel is overgenomen uit Douvidzon, et al.. 25.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Tot slot, het grote voordeel en de uniciteit van deze techniek is het creëren van een vezel die gastheer van drie verschillende soorten golven: capillaire, akoestische en optische. Alle drie golven oscilleren in verschillende regelingen, opent de mogelijkheid voor multi-wave detectoren. Als voorbeeld, invloed airborne nanodeeltjes op de oppervlaktespanning van vloeistoffen. Al in het huidige stadium is het mogelijk om te controleren van wijzigingen in de oppervlaktespanning door variaties in de capillaire eigenfrequentie. Water-ommuurde apparaten zijn bovendien een miljoen keer zachter dan hun stevige tegenhangers, verbetering van de gevoeligheid van de sensoren dienovereenkomstig.

Op basis van ervaring met deze set-up, merkten we een sterke afhankelijkheid van de signaal-/ ruisverhouding en de kwaliteit van de optische koppelaars. Daarom is het aanbevolen om bijzondere aandacht schenken aan de fabricage van de optische koppelaars. Overweeg een aquarium set-up om te zorgen voor een stofvrije omgeving voor de verminderende station en de set-up van de vezel water. De uitvoering van het experiment brengt ook een risico van breken of beschadigen van de taps toelopende fiber coupler, mechanisch of door een vlamboog. In dat geval kan de optische transmissie drop en lawaaierige om een dergelijke mate dat de capillaire modi van de vezel niet langer zichtbaar in het spectrogram zijn geworden.

Als capillaire golven niet zichtbaar in de transmissie-metingen zijn, remanufacture de koppelaars. Bovendien, aantrekken de vezel van het water en de optische vezel couplers niet elkaar. Aanpassing van de set-up voor optimale overdracht mogelijk zetten de vezel van het water een beetje scheef, de taps toelopende fiber coupler binnen de water-vezel mechanisch te drukken.

Een ander obstakel in deze set-up te kennen is de cruciale elektrische weerstand van het water. Zelfs kleine hoeveelheden ionen in de vloeistof zorgt ervoor dat de brug te storten. Als het water de vezel korter is en minder stabiel dan verwacht, kan worden veroorzaakt door een besmetting van het water. Het water vervangen door 18 MΩ cleanroom water. Bovendien trekt de hoogspanning geladen lucht deeltjes in de omgeving van de water-vezel, die los en bijdragen aan de instabiliteit. In dit geval zal een gesloten kamer helpen verbeteren van de levensduur van de vezel water.

Een uitstekende aspect van deze opzet is dat elke polar vloeistof kan worden gebruikt om het maken van een vloeibare vezel, hoewel gedeïoniseerd water is bekend voor het maken van de langste, maar ook als, tijd-wijs, het meest stabiele water-vezels. Het is interessant om te overwegen andere vloeistoffen voor verschillende toepassingen. Overschakelen van het water naar een vloeistof of een mix van polaire vloeistoffen met montage viscositeit, oppervlaktespanning, of optische eigenschappen kan onderzoekers voor het bijsnijden van de vezel precies aan hun eisen.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

De auteurs hebben niets te onthullen.

Acknowledgments

Dit onderzoek werd gesteund door het Israëlische ministerie van wetenschap, technologie & ruimte; ICore: het Israëlische Excellence center 'Cirkel van licht' verlenen nr. 1802/12, en door de Israëlische Science Foundation verleent nr. 2013/15. De auteurs bedanken Karen Adie Tankus (KAT) voor het bewerken van het nuttig.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Deioniyzed Water 18MOhm resistance
Micropipettes, Borosilicate Glass, round, inner diameter 850 micron Produstrial.com #133260
Micropipettes, Borosilicate Glass, round, inner diameter 150 micron Produstrial.com #133258
High voltage, low current source, 3kV with 5 mA. Bertan Model 215
High voltage, low current source, 8 kV with 0.25 mA. Home build
Optical fiber Corning HI 780 C 5 meter
Optical fiber Thorlabs FTO 30 5 meter
Optical fiber Thorlabs FTO 30 5 meter
Fiber coupled laser FIS SMF 28E
Photoreceiver New Port/ New Focus 1801-FS with fiber connection
Oscilloscope Agilent Technologies DSO-X 3034A
2 Degree of freedom tilt stagestage New Port/ New Focus M-562F-TILT
3 Degree of freedom linear micro translation stage New Port/ New Focus M-562F-XYZ
A set of magnets
Objective 5X Mitutoyo MY5X-802
Objective 20 x Mitutoyo MY20X-804
Zoom Navitar 12x Zoom
Microscope tube Navitar 1-6015 standard tube
Isopropanol Sigma Aldrich 67-63-0 Spec Grad
2 x Bare Fiber holder Thorlabs T711-250
2 x Translational Stage Thorlabs DT12
Block of PMMA for fabricating the water reservoir and pipette holder 150 x 60 x 10 mm
PTFE-Tape Gufero 240453
Fiber coupled, cw Laser Light Source New Port/ New Focus TLB-6712 765-781 nm

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Kao, C. K., Boyle, W. S., Smith, G. E. For Groundbreaking Achievements Concerning the Transmission of Light in Fibers for Optical Communication. The Nobel Prize in Physics. , Available from: https://www.nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/2009/press.html (2009).
  2. Temelkuran, B., Hart, S. D., Benoit, G., Joannopoulos, J. D., Fink, Y. Wavelength-scalable hollow optical fibres with large photonic bandgaps for CO2 laser transmission. Nature. 420, 650-653 (2002).
  3. Rundquist, A. Phase-Matched Generation of Coherent Soft X-rays. Science. 280, 1412-1415 (1998).
  4. Durfee, C. G., et al. Phase Matching of High-Order Harmonics in Hollow Waveguides. Physical Review Letters. 83, 2187-2190 (1999).
  5. Dainese, P., et al. Stimulated Brillouin scattering from multi-GHz-guided acoustic phonons in nanostructured photonic crystal fibres. Nature Physics. 2, 388-392 (2006).
  6. Dudley, J. M. J., Genty, G., Coen, S. Supercontinuum generation in photonic crystal fiber. Reviews of Modern Physics. 78, 1135-1184 (2006).
  7. Wolfe, D. B., et al. Dynamic control of liquid-core/Liquid-cladding optical waveguides. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. , 12434-12438 (2004).
  8. Whitesides, G. M. The origins and the future of microfluidics. Nature. 442, 368-373 (2006).
  9. Ward, J. M., Yang, Y., Chormaic, S. N. Highly Sensitive Temperature Measurements With Liquid-Core Microbubble Resonators. IEEE Photonics Technology Letters. 25, 2350-2353 (2013).
  10. Armstrong, The Newcastle Literary and Philosophical Society. The Electrical Engineer. , Available from: http://ecfuchs.com/waterbridge_jw/Armstron_full_article.pdf 154-155 (2016).
  11. Fuchs, E. E. C., et al. The floating water bridge. Journal of Physics D: Applied Physics. 40, 6112-6114 (2007).
  12. Fuchs, E. C., et al. The Armstrong experiment revisited. The European Physics Journal Special Topics. 223, 959-977 (2013).
  13. Sirghi, L., Szoszkiewicz, R., Riedo, E. Volume of a nanoscale water bridge. Langmuir. 22, 1093-1098 (2006).
  14. Woisetschläger, J., Gatterer, K., Fuchs, E. C. Experiments in a floating water bridge. Experiments in Fluids. 48, 121-131 (2009).
  15. Widom, A., Swain, J., Silverberg, J., Sivasubramanian, S., Srivastava, Y. N. Theory of the Maxwell pressure tensor and the tension in a water bridge. Physical Review E: Statistical, Nonlinear, and Soft Matter Physics. 80, 16301 (2009).
  16. Aerov, A. A. Why the water bridge does not collapse. Physical Review E. Statistical, Nonlinear, and Soft Matter Physics. 84, 36314 (2011).
  17. Knight, J. C., Cheung, G., Jacques, F., Birks, T. A. Phase-matched excitation of whispering-gallery-mode resonances by a fiber taper. Optics Letters. 22, 1129 (1997).
  18. Spillane, S. M., Kippenberg, T. J., Painter, O. J., Vahala, K. J. Ideality in a Fiber-Taper-Coupled Microresonator System for Application to Cavity Quantum Electrodynamics. Physical Review Letters. 91, 43902 (2003).
  19. Cohen, L. G., Schneider, M. V. Microlenses for coupling junction lasers to optical fibers. Applied Optics. 13, 89-94 (1974).
  20. Vollmer, F., et al. Whispering-gallery-mode biosensing: label-free detection down to single molecules. Nature Methods. 5, 591-596 (2008).
  21. Fainman, Y., Lee, L. P., Psaltis, D., Yang, C. Optofluidics: Fundamentals, Devices, and Applications. , McGraw-Hill, Inc. (2010).
  22. He, L., Ozdemir, S. K., Zhu, J., Kim, W., Yang, L. Detecting single viruses and nanoparticles using whispering gallery microlasers. Nature Nanotechnology. 6, 428-432 (2011).
  23. Woisetschläger, J., et al. Horizontal bridges in polar dielectric liquids. Experiments in Fluids. 52, 193-205 (2011).
  24. Fuchs, E. C., Wexler, A. D., Agostinho, L. L. F., Ramek, M., Woisetschläger, J. Methanol, Ethanol and Propanol in EHD liquid bridging. Journal of Physics: Conference Series. 329, 12003 (2011).
  25. Douvidzon, M. L., Maayani, S., Martin, L. L., Carmon, T. Light and Capillary Waves Propagation in Water Fibers. Science Reports. 7, 16633 (2017).
  26. Douvidzon, M., Maayani, S., Martin, L. L., Carmon, T. Water Fibers. , Cornell University Library. Available from: https://arxiv.org/abs/1609.03362 (2016).

Tags

Engineering kwestie 141 glasvezel micro-optica optofluidics optomechanics MEMS MECS optocapillaries
Ontwerp en fabricage van een optische vezel gemaakt van Water
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Douvidzon, M. L., Maayani, S.,More

Douvidzon, M. L., Maayani, S., Martin, L. L., Carmon, T. Design and Fabrication of an Optical Fiber Made of Water. J. Vis. Exp. (141), e58174, doi:10.3791/58174 (2018).

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