وصفنا في استخدام تقنية ليزر ثاني أكسيد الكربون إنحسر الى افتعال تجاويف السيليكا الرنانة، بما في ذلك قائمة بذاتها المجهرية وmicrotoroids على الرقاقة. طريقة إنحسر يزيل العيوب السطحية، مما يسمح للأعمار الفوتون طويلة داخل كلا الجهازين. الأجهزة الناتجة لديها من العوامل ذات جودة عالية جدا، وتمكين التطبيقات التي تتراوح بين الاتصالات السلكية واللاسلكية إلى biodetection.
يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية
مقالة منهجية
تلفيق من السيليكا عالية جدا Microresonators عامل الجودة
في هذه المقالة
ملخص
الملخص
تعمل فجوات رنين معرض الهمس (Whispering gallery resonant cavities) على حصر الضوء في مدارات دائرية عند محيطها.1-2 ويمكن أن يتجاوز عمر تخزين الفوتون في الفجوة، والذي يتم قياسه بواسطة عامل الجودة (Q) للفجوة، 500ns للفجوات التي تزيد عوامل الجودة فيها عن 100 مليون. ونتيجة لخسائر المواد المنخفضة، أظهرت الفجوات الدقيقة المصنوعة من السيليكا بعضاً من أطول أعمار الفوتونات المسجلة حتى الآن1-2. وبما أن جزءاً من الضوء المتداول يمتد خارج الرنان، فيمكن استخدام هذه الأجهزة أيضاً لاستكشاف الوسط المحيط. وقد مكن هذا التفاعل من إجراء العديد من التجارب في علم الأحياء، مثل الكشف الحيوي عن جزيء واحد وحركية الأجسام المضادة والمستضدات، بالإضافة إلى اكتشافات في مجالات أخرى، مثل تطوير ليزرات دقيقة ذات عتبة منخفضة للغاية، وتوصيف الرقائق الرقيقة، ودراسات الديناميكا الكهربائية الكمومية للفجوات.3-7
تتمثل الهندستان الرئيسيتان لتجاويف الرنين المصنوعة من السيليكا في الكرة الدقيقة (microsphere) والطارة الدقيقة (microtoroid). يعتمد كلا الجهازين على خطوة إعادة الصهر باستخدام ليزر ثاني أكسيد الكربون لتحقيق عوامل جودة فائقة الارتفاع (Q>100 مليون).1-2,8-9 ومع ذلك، هناك عدة فروق ملحوظة بين البنيتين؛ فالكرات الدقيقة من السيليكا تكون قائمة بذاتها ومحمولة بواسطة ليف بصري واحد، بينما يمكن تصنيع الطارات الدقيقة من السيليكا على رقاقة سيليكون في مصفوفات كبيرة باستخدام مزيج من خطوات الليثوغرافيا والنقش. وتؤثر هذه الاختلافات على تحديد الجهاز الأمثل لتجربة معينة.
نقدم هنا بروتوكولات تصنيع مفصلة لكلا النوعين من التجويفات الرنينية. وبينما يعد تصنيع التجويفات الرنينية ذات الكرات الدقيقة بسيطاً إلى حد ما، فإن تصنيع التجويفات الرنينية ذات الطارة الدقيقة يتطلب معدات ومرافق متخصصة إضافية (غرفة نظيفة). وبناءً على ذلك، قد يؤثر هذا المتطلب الإضافي أيضاً على اختيار الجهاز المناسب لتجربة معينة.
مقدمة
يعمل المرنان الضوئي على حصر الضوء بكفاءة عند أطوال موجية محددة، وتعرف هذه الأطوال بأنها الأطوال الموجية الرنينية للجهاز. 1-2 ويعد عامل الجودة أو Q هو مقياس الأداء الشائع لهذه المرنانات الضوئية. يصف هذا المصطلح عمر الفوتون (τo) داخل المرنان، وهو مرتبط مباشرة بالخسائر الضوئية للمرنان. وبناءً على ذلك، فإن المرنان الضوئي الذي يتميز بعامل Q مرتفع تكون خسائره الضوئية منخفضة، وأعمار الفوتونات فيه طويلة، ومعدلات اضمحلال الفوتونات (1/τo) منخفضة للغاية. ونتيجة لعمر الفوتونات الطويل، يمكن بناء شدات مجال ضوئي دورانية كبيرة للغاية في هذه الأجهزة. وقد سمحت هذه الخاصية الفريدة باستخدام هذه الأجهزة كمصادر لليزر ومستشعرات حيوية متكاملة.10
تُعد التجويفات الدقيقة البصرية ذات نمط "معرض الهمس" فئة فريدة من الرنانات. ففي هذه الأجهزة، ينحصر الضوء في مدارات دائرية عند المحيط، وبالتالي لا ينحصر المجال بالكامل داخل الجهاز، بل يتلاشى تدريجياً في الوسط المحيط. وقد أظهرت التجويفات البصرية ذات نمط "معرض الهمس" بعضاً من أعلى عوامل الجودة المسجلة لأي تجويف رنين بصري حتى الآن.9,11 لذا، تُستخدم هذه الأجهزة على نطاق واسع في العلوم والهندسة، بما في ذلك دراسات الفيزياء الأساسية والاتصالات السلكية واللاسلكية، بالإضافة إلى تجارب الكشف الحيوي. 3-7,12
يمكن تصنيع الفجوات البصرية الدقيقة من مجموعة واسعة من المواد وبأشكال هندسية متنوعة. وتشمل بعض الأمثلة على ذلك الميكروتورويدات المصنوعة من السيليكا والسيليكون، والأقراص الدقيقة المصنوعة من السيليكون ونتريد السيليكون والسيليكا، والأعمدة الدقيقة، والحلقات الدقيقة المصنوعة من السيليكا والبوليمر.13-17 ويتفاوت المدى في عامل الجودة (Q) بشكل كبير تماماً كما تتفاوت الأشكال الهندسية. وعلى الرغم من أن كلاً من الشكل الهندسي وعامل الجودة العالي يمثلان اعتبارين هامين في أي مجال، إلا أنه في العديد من التطبيقات، هناك قدرة أكبر بكثير على تعزيز أداء الجهاز من خلال تحسين عامل Q. ومن بين الخيارات العديدة المذكورة سابقاً، حقق رنانات الكرات الدقيقة من السيليكا والميكروتورويدات من السيليكا بعضاً من أعلى عوامل Q حتى الآن.1,9 بالإضافة إلى ذلك، ونتيجة للفقد البصري المنخفض للغاية للسيليكا من النطاق المرئي وصولاً إلى الأشعة تحت الحمراء القريبة (near-IR)، تستطيع كل من الكرات الدقيقة والميكروتورويدات الحفاظ على عوامل Q الخاصة بها عبر نطاق واسع من أطوال موجات الاختبار.18 وأخيراً، نظراً لأن السيليكا متوافقة حيوياً بطبيعتها، فإنها تُستخدم بشكل روتيني في تجارب الكشف الحيوي.
بالإضافة إلى الامتصاص العالي للمادة، هناك عدة آليات محتملة أخرى للفقد، بما في ذلك خشونة السطح، وفقد الإشعاع، وفقد التلوث.2 ومن خلال تحسين حجم الجهاز، يمكن القضاء على خسائر الإشعاع الناتجة عن ضعف حصر المجال البصري داخل الجهاز. وبالمثل، يمكن تقليل تلوث السطح عن طريق تخزين الجهاز في بيئة نظيفة ومناسبة. وبناءً على ذلك، وبالإضافة إلى فقد المادة، يعد تشتت السطح آلية الفقد الرئيسية المثيرة للاهتمام.2,8
في أجهزة السيليكا، يتم تقليل التشتت السطحي باستخدام تقنية إعادة التدفق بالليزر، والتي تعمل على صهر السيليكا من خلال إعادة التدفق الناجم عن التوتر السطحي. وبينما تمت دراسة الرنانات الضوئية الكروية لسنوات عديدة، فإن التطورات الأخيرة في تقنيات التصنيع هي التي مكنت الباحثين من تصنيع رنانات دقيقة حلقية ضوئية من السيليكا عالية الجودة (Q>100 million) على ركيزة من السيليكون، مما يمهد الطريق للتكامل مع الموائع الدقيقة.1
تفصل هذه السلسلة من البروتوكولات كيفية تصنيع كل من تجاويف الرنين ذات الكرات المجهرية والطوريد المجهري من السيليكا. وبينما تعد تجاويف الرنين ذات الكرات المجهرية من التقنيات الراسخة، فإن تجاويف الرنين ذات الطوريد المجهري قد تم ابتكارها مؤخراً.1 وبما أن العديد من الطرق الأساسية المستخدمة في تصنيع الكرات المجهرية تُستخدم أيضاً في إجراء تصنيع الطوريد المجهري الأكثر تعقيداً، فإن إدراج كليهما في بروتوكول واحد سيمكن الباحثين من استكشاف أخطاء تجاربهم وإصلاحها بسهولة أكبر.
البروتوكول
1. Microsphere تلفيق
- حدد كمية صغيرة (حوالي 5 بوصة) من الألياف الضوئية، وقطاع ~ 1.5 "الكسوة واحدة من نهاية وتنظيف إما مع الميثانول أو الايثانول (الشكل 1A، ب).
- إذا كانت متوفرة، يلتصق نهاية مع الساطور الألياف البصرية. إذا لم يتوفر، وقطع مع قواطع للاسلاك أو مقص بحيث يتم ترك ~ 0.5 ". وميزة استخدام الألياف البصرية الساطور هو أنها تنتج على نحو سلس جدا، وقطع موحدة كما في الشكل 1B. خشونة الزائدة أو عيوب من قطع قد يسبب إنحسر متفاوت، وتخفيض عامل الجودة من المجالات الناتجة عن ذلك.
- كشف نهاية الألياف تنظيفها إلى 3W من قوة ليزر ثاني أكسيد الكربون 2 ركز على ~ 500μm قطرها حجم البقعة لل~ 1 ثانية (الشكل 1C، د، ه). وتنتج هذه المجالات ~ 200μm في القطر، ولكن يمكن ضبطها حجم بالزيادة أو النقصان القطر من الألياف البصرية. تعديل طفيف قد كثافة الليزر أيضا باللازمة لمجالات إنحسر أكبر أو أصغر ه.
2. Microtoroid تلفيق
- تصميم وصنع الضوئية الرئيسية مع الدوائر، والظلام الصلبة، في التباعد وقطر من اختيارك. من المهم أن نلاحظ أن toroids المنتجة ستكون 25-30٪ أصغر من الدوائر على القناع. على سبيل المثال، فإن دائرة الصلبة التي يبلغ قطرها 100 ميكرون إنتاج حلقي التي يبلغ قطرها حوالي 75 ميكرون. أيضا، فمن المستحسن أن يترك ما لا يقل عن 1-2mm في المسافة بين كل دائرة وعلى الأقل 5mm من الفضاء بين صفوف من دوائر وحول حواف قناع. منذ يجب أن يكون التعامل معها بعناية رقائق عينة مع ملاقط، من المهم أن يترك مساحة للملاقط إلى قبضة دون الإضرار toroids. مساحة إضافية كما يوفر مجالا للألياف الضوئية مدبب على ضوء زوجان في الأجهزة المصنعة، ويسمح بخفض عينات إلى أصغر المصفوفات أكثر سهولة. لهذا الإجراء، استخدمنا قناع مع صفوف من دي ميكرون 160الدوائر ameter ~ 1MM بعيدا، مع 5mm ~ المسافة بين كل صف من الدوائر. وtoroids أنهى ما يقرب من 110 ميكرون في القطر.
- تبدأ مع رقائق السيليكون مع طبقة سميكة من 2 ميكرومتر السيليكا نمت حراريا. يلتصق رقائق لتناسب نمط microdisk المطلوب على قناع ضوئيه، مما يترك مجالا للمقاومة للضوء حافة حبة. لاحظ أنه في بداية من تلفيق، فإنه عادة ما يكون الأكثر ملاءمة لصفائف عدة حفر من الدوائر على أكبر قطعة من رقائق السيليكون (~ الطول عدة سم X عدة). أكبر رقائق تسمح ضوئيه والبنك البريطاني الحفر من أكثر العينات في وقت واحد، ويتم التعامل معها بسهولة أكبر مع ملاقط. في وقت لاحق، وذلك قبل الحفر XeF الخطوة 2، فمن المستحسن أن يلتصق أكبر إلى أصغر رقائق صفائف للسماح أسرع وأكثر اتساقا XeF 2 الحفر.
- في fumehood، تماما تنظيف رقائق من قبل الشطف مع الميثانول، الأسيتون، الأيزوبروبانول، والماء منزوع الأيونات. ضربة العينات الجافة باستخدام النتروجين أو شركات تمت تصفيتهاضبط ressed بندقية الهواء، ووضعها على طبق من ذهب حار إلى 120 درجة مئوية لمدة لا تقل عن 2 دقيقة حتى يجف.
- بعد السماح للرقائق بارد، ووضعها في fumehood القابلة للاشتعال / المذيبات وفضح لHMDS لمدة 2 دقيقة باستخدام طريقة ترسيب البخار. وترسب بخار بسيط الأسلوب: وضع بضع قطرات من HMDS في كوب صغير 10ML، ومن ثم تغطية وعاء رقائق صغيرة مع وعاء زجاجي أكبر لعقد بخار.
- وضع عينة على الدوار مع جبل بحجم مناسب. باستخدام زجاجة قطارة أو حقنة والتصفية، وتطبيق الواقي الضوئي للعينة. تدور معطف S1813 مقاومة للضوء على كل عينة لمدة 5 ثوان في 500rpm، تليها 45 ثانية في 3000rpm. ليست هناك حاجة حافة حبة إزالة إذا كانت الرقاقة كبيرة بما فيه الكفاية بحيث حبة حافة لا تتداخل مع الزخرفة.
- لينة خبز مقاوم الضوء على طبق ساخن على 95 درجة مئوية لمدة 2 دقيقة.
- باستخدام قناع اليجنر الأشعة فوق البنفسجية والضوئية الرئيسية المطلوبة، يعرض عينات مقاومة للضوء المغطاة إلىمجموعه 80mJ/cm 2 من الأشعة فوق البنفسجية.
- تزج العينات في المطور MF-321 لإزالة مقاومة للضوء والتي تعرضت للأشعة فوق البنفسجية. في حين النامية، وتراقب عن كثب كما يتم إزالة مقاوم الضوء من رقاقة وحلها. من المهم أن يحرك / حفيف الحاوية باستمرار خلال هذه العملية لضمان إزالة مقاومة للضوء بشكل موحد. للمعلمات معينة، ومقاومة للضوء يأخذ حوالي 30 ثانية للتطوير.
- عندما أكثر من مقاومة للضوء غير مرغوب فيه قد حلت في المطور، شطف العينات بدقة تحت الماء الجاري، ضربة بلطف تجفيف العينات باستخدام النتروجين أو بندقية الهواء، وفحص العينات تحت المجهر للتأكد من تمت إزالة كل مقاومة للضوء غير مرغوب فيها. إذا لزم الأمر، يمكن أن تكون مغمورة العينات مرة أخرى في التطوير، ولكن ينبغي للمرء أن يكون حريصا على عدم تنمية متزايدة العينات كما يمكن أيضا أنماط مقاومة للضوء المطلوب للتلف. (إذا كان المطلوب من أنماط التالفة أو المعيبة، يمكن أن تكون مقاومة للضوءإزالة مع الأسيتون والخطوات التي يمكن أن تتكرر مرة أخرى 2،1-2،9).
- بعد النامية، وشطفها جيدا العينات في المياه الجارية، ضربة بلطف تجفيف العينات، وخبز الثابت لهم على طبق ساخن على 110 درجة مئوية لمدة 2 دقيقة. هذه الخطوة مع ارتفاع درجات الحرارة ومقاومة للضوء فوق الزجاج في درجة الحرارة التي تمر بمرحلة انتقالية، الإنحسار ومقاومة للضوء وخشونة إصلاح جزئيا التي وقعت خلال عملية النامية.
- باستخدام أواني التفلون والمعدات اللازمة واقية، غمر العينات في تحسين ضوئي أكسيد مخزنة (البنك المركزي البريطاني). BOE يحتوي HF، الذي يحفر في السيليكا التي لا تغطيها مقاومة للضوء لتشكيل منصات السيليكا التعميم على رقاقة السيليكون (الشكل 2A-C). تحسن HF مخزنة تنتج أكثر سلاسة حفر، التقليل من خشونة في الدوائر السيليكا الناتجة عن ذلك. في حين أنه من الممكن خلط مخزنة HF HF بدءا من 49٪، وهذا يمكن أن يؤدي إلى نتائج شديدة التباين وعادة ما تتم كميات صغيرة فقط.
- بعد حوالي 15-20 دقيقة (دepending على عينة الأنماط والأحجام وعدد العينات)، وإزالة عينات من البنك البريطاني باستخدام تفلون ملاقط. شطف بعناية العينات في المياه الجارية. تمت إزالة السيليكا عندما العينات أصبح مسعور.
- بعد الحفر، الشطف، وتجفيف العينات، وتفتيشها باستخدام المجهر الضوئي. تحقق للتأكد من تم محفورا أنماط المطلوب تماما وتمت إزالة جميع السيليكا غير المرغوب فيها. إذا لزم الأمر، والعودة العينات الى البنك البريطاني للمزيد من الحفر. وينبغي للمرء أن يكون حريصا على عدم overetch العينات، أو قد يكون معطوبا أنماط دائرية تحت مقاومة للضوء.
- مرة واحدة الحفر BOE كاملة، شطف جيدا العينات في الماء منزوع الأيونات وضربة الجافة. إذا كانت العينات على قطع كبيرة من رقاقة السيليكون، ويوصى أيضا على قطع منها (باستخدام منشار أو التكعيب الكاتب الماس) إلى أجزاء أصغر مع الصفوف الفردية من الدوائر السيليكا. وحفرت الصفوف الفردية من الدوائر بسرعة أكبر وبشكل موحد في XeF2 خطوة الحفر (2.16). تتم إزالة الغبار السيليكون التي تنتجها عدة قطاعات خلال تنظيف في الخطوة التالية.
- إزالة مقاومة للضوء وذلك بدهن مع الميثانول، الأسيتون، الأيزوبروبانول، والماء منزوع الأيونات، وتجفيف العينات باستخدام بندقية النيتروجين والتدفئة على طبق من 120 ° C ساخنة لما لا يقل عن 2 دقيقة.
- باستخدام مطبوع 2 XeF، تنتقص من السيليكون تحت منصات السيليكا دائري لتشكيل microdisks السيليكا (الشكل 2D-F). يجب أن يكون محفورا مبلغ يقارب 1/3 من حجم الدائرة السيليكا، وبذلك يتسنى للعمود microdisk الناتج هو 1/3-1/2 ما يقرب من قطر القرص الإجمالي، على النحو الذي يحدده التفتيش مع المجهر الضوئي. عدد النبضات 2 XeF ومدة كل نبضة يعتمد على كمية من السيليكون في الغرفة ونوع مطبوع 2 XeF المستخدمة.
- بعد الحفر 2 XeF، يعرض عينات لشعاع ليزر ثاني أكسيد الكربون وركزت 2 في ما يقرب من 1يتم تشكيل 2W كثافة ثوان 3 ~ أو حتى حلقي السلس (الشكل 2G-I). قد تكون هناك حاجة اعتمادا على حجم الدقيق للقرص ومقدار XeF 2 تقوض، وكثافة أعلى قليلا أو أقل، ومدة التعرض لتشكيل microtoroid. من المهم أن يتم محاذاة وسط شعاع الليزر ومركز microdisk، بحيث microdisk السيليكا ستشكل على نحو سلس، microtoroid دائري.
3. ممثل النتائج
ولا يمكن تصوير الأجهزة microsphere وmicrotoroid باستخدام كل من المجهر الضوئي والمجهر الإلكتروني (الشكل 1D، والبريد، والشكل 2H، ط). في جميع الصور، والتوحيد من سطح الجهاز هو واضح بشكل واضح.
للتحقق من أن نهج مفصل يخلق فائقة س الأجهزة، ونحن تتميز أيضا عامل س من العديد من الأجهزة عن طريق إجراء (Δλ) linewidth قياس واحتساب المحملةس من تعبير بسيط: س = λ / Δλ = ωτ، حيث λ = الطول الموجي الرنانة، ω = تردد، وτ حياة الفوتون =. ويرد أطياف ممثل عن كل جهاز ملفقة باستخدام الإجراءات التفصيلية سابقا 1،9 و رسم بياني مقارنة بين العديد من الأجهزة في الشكل 3. عوامل الجودة لجميع الأجهزة هي أكثر من 10 مليون نسمة، وغالبيتهم من أكثر من 100 مليون نسمة.
وكان هذا الطيف من microsphere صدى واحد، مشيرا إلى أن ضوء يقترن إما إلى وضع عقارب الساعة أو عكس اتجاه عقارب الساعة بصري التكاثر. ومع ذلك، عرضت لطيف من حلقي صدى الانقسام، مشيرا إلى أن ضوء بالإضافة إلى وسائط على حد سواء في اتجاه عقارب الساعة وعكس اتجاه عقارب الساعة في وقت واحد. هذه الظاهرة تحدث عندما يكون هناك نقص طفيف في موقع اقتران. من المناسب للطيف لLorentzian المزدوج، يمكن تحديد عامل س كل من وسائط. والظاهرة الانقسام صدىيمكن أن تحدث في كل من نا المجال ومرنانات حلقي، ولكن على نحو أكثر تواترا لوحظ في toroids كما هم أكثر عرضة للعيوب ولها وسائل أقل البصرية مقارنة المجالات.
الرسم البياني رقم 1 التدفق. عملية تجويف تلفيق microsphere. أ) التقديم وب) مجهرية ضوئية من الألياف الضوئية وتنظيف المشقوق. ج) تقديم، د) صورة مجهرية ضوئية وه) مسح صورة مجهرية الإلكترون من microspere مرنان.
الرسم البياني رقم 2 التدفق. عملية تجويف تلفيق microtoroid. 1 التقديم)، ب) من أعلى إلى مشاهدة صورة مجهرية ضوئية وج) جنبا إلى رأي مسح صورة مجهرية الإلكترون من لوحة أكسيد دائري، على النحو المحدد من قبل ضوئيه والحفر على البنك البريطاني. لاحظ طفيف إسفين شكل أكسيد التي يتم تشكيلها من قبل البنك البريطاني. د) والتقديم، ه) من أعلى إلى رأي صورة مجهرية ضوئية وو) جنبا إلى رأي مسح صورة مجهرية الإلكترون من لوحة أكسيد بعد الحفر XeF الخطوة 2. لاحظ أن القرص أكسيد يحافظ على المحيط على شكل وتد. ز) التقديم، ح) من أعلى إلى مشاهدة صورة مجهرية ضوئية وط) جنبا إلى رأي مسح صورة مجهرية الإلكترون من تجويف microtoroid.
الشكل 3. أطياف الممثل عامل نوعية microsphere) أ و ب) تجاويف الرنانة microtoroid كما هو محدد باستخدام طريقة قياس linewidth. س في الأجهزة عالية جدا، ويمكن للمرء أن مراقبة الوضع تقسيم أو ذروة مزدوجة، والتي تعكس ضوء قبالة عيب صغير وتعمم في كلا الاتجاهين في اتجاه عقارب الساعة وعكس عقارب الساعة. ج) رسم بياني يوضح مقارنة العوامل س من microsphere عدة والتجاويف الرنانة microtoroid. اضغط هنا للحصول على أكبر شخصية .
= "jove_content"> 
الشكل 4. تخطيطي ليزر CO 2 إنحسر انشاء. وينعكس شعاع ليزر ثاني أكسيد الكربون 2 (الخط الأزرق الصلبة)، وركزت بعد ذلك على عينة. يمر من خلال 10.6 ميكرون / 633 نانومتر شعاع الموحد، الذي ينقل 10،6 ميكرون، ويعكس 633 نانومتر. الصور الضوئية العمود انعكاس للنموذج الخروج من شعاع الموحد، وبالتالي، كانت الصورة الحمراء إلى حد ما. قائمة الأجزاء اللازمة لهذا الإعداد هو في الجدول رقم 4.
الشكل 5. reflowed بشكل غير صحيح microsphere) و ب) تجاويف الرنانة microtoroid. بسبب وضع غير صحيح ضمن شعاع، والجهاز هو سوء تشكيلها. ج) ونتيجة لضعف أو الطباعة الحجرية الضوئية الرئيسية الفقراء، وحلقي والقمر على شكل.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
المناقشة
كما هو الحال مع أي بنية البصرية، والحفاظ على النظافة في كل خطوة من عملية التصنيع ذات أهمية حاسمة. كما أن هناك العديد من الكتب المدرسية مكتوبة حول هذا الموضوع من الطباعة الحجرية وتلفيق، وليس المقصود الاقتراحات دون أن يكون شاملا، ولكن تسليط الضوء على عدد قليل من القضايا الأكثر شيوعا التي يواجهها الباحثون. 19-20
لانها تصر على وحدة محيط microtoroid من قبل التوحيد من القرص الأولية، من المهم جدا أن الأقراص ن...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
الإفصاحات
الإعلان عن أي تضارب في المصالح.
شكر وتقدير
كان مدعوما من قبل صانع ألف مؤسسة أننبرغ زمالة بحوث الدراسات العليا، وكان يؤيد هذا العمل من قبل المؤسسة الوطنية للعلوم [085281 و 1028440].
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
المواد
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| اسم الجزء | شركة | فهرس العدد | تعليقات |
| الألياف الكاتب | نيوبورت | F-RFS | اختياري |
| الألياف البصرية | نيوبورت | F-SMF-28 | ويمكن استخدام أي نوع من الألياف البصرية. |
| الألياف الطلاء متجرد | نيوبورت | F-STR-175 | ويمكن أيضا أن تستخدم تقشير الأسلاك |
| الإيثانول | أي بائع | مذيب مستوى نقاء | الميثانول أو الأيسوبروبانول هي بدائل |
الجدول رقم 1. مواد تصنيع Microsphere.
| اسم كاشف | شركة | <عدد قوي> كتالوج | تعليقات |
|---|---|---|---|
| رقائق السيليكون مع 2μm السيليكا نمت حراريا | WRS المواد | N / A | نحن نستخدم جوهري 8، <100> (4)، "بقطر |
| HMDS (Hexamethyldisilazane) | الدريتش | 440191 | |
| مقاومة للضوء | شيبلي | S1813 | |
| المطور | شيبلي | MF-321 | |
| مخزنة HF - تحسين | Transene | N / A | وHF تحسين مخزنة يعطي سلاسة، ونوعية أفضل من حفر BOE عادي أو HF |
| الأسيتون، والميثانول، الأيزوبروبانول | أي بائع | 99.8٪ نقاء |
الجدول 2. MICRمواد التصنيع otoroid.
| معدات اسم | الصانع | فهرس العدد | تعليقات |
|---|---|---|---|
| الغزال | Solitec | 5110-ND | ويمكن استخدام أي الدوار. |
| اليجنر | Suss Microtec | MJB 3 | ويمكن استخدام أي اليجنر. |
| XeF 2 مطبوع | أجهزة اتصال متطورة، وشركة | # ADCETCH2007 |
الجدول 3. Microtoroid معدات التصنيع.
| اسم الجزء | شركة | فهرس العدد | تعليقات |
|---|---|---|---|
| CO 2 ليزر | Synrad | مسلسل 48 | |
| 3 المحور مرحلة | OptoSigma | 120-0770 | متوفر من الشركات الأخرى أيضا. |
| سي العاكس 1 "قطر) | II-VI | 308325 | متوفر من الشركات الأخرى أيضا. |
| gimbal جبل الحركية (للسيليكون عاكس) | ثور مختبرات | KX1G | متوفر من الشركات الأخرى أيضا. |
| شعاع الموحد (1 "قطر) | ميلر البصريات | L19100008-B0 | متوفر من الشركات الأخرى أيضا. |
| 4 "طول العدسة (1" قطر) | ميلر البصريات أو الثاني سادسا: | متوفر من الشركات الأخرى وكذلك | |
| مشاركات متنوعة، يتصاعد عدسة | ثور مختبرات، نيوبورت، البصريات إدموند أو Optosigma | ||
| التكبير رؤية آلة 6000 نظام | Navitar | N / A | يتطلب عام USB الكاميرا وجهاز الكمبيوتر في الوقت الحقيقي التصوير. ويتم شراء هذا باعتباره عدة. |
| المصور لنظام 6000 تكبير | إدموند البصريات | 54-792 | متوفر من الشركات الأخرى أيضا. |
| محكمات وضع محور XZ ل6000 تكبير | باركر Daedal | CR4457، CR4452، 4499 | CR4457 هو المحور السيني، CR4452 هو محور Z-، 4499 وتزايد شريحة. |
الجدول 4. CO إنحسر ليزر 2 مجموعة المتابعة.
المراجع
- Armani, D. K., Kippenberg, T. J., Spillane, S. M., Vahala, K. J. Ultra-high-Q toroid microcavity on a chip. Nature. 421, 925-928 (2003).
- Gorodetsky, M. L., Savchenkov, A. A., Ilchenko, V. S. Ultimate Q of optical microsphere resonators. Optics Letters. 21, 453-455 (1996).
- Armani, A. M., Kulkarni, R. P., Fraser, S. E., Flagan, R. C., Vahala, K. J. Label-Free, Single-Molecule Detection with Optical Microcavities. Science. 317, 783(2007).
- Choi, H. S., Ismail, S., Armani, A. M. Studying polymer thin films with hybrid optical microcavities. Optics Letters. 36, 2152-2154 (2011).
- Aoki, T. Observation of strong coupling between one atom and a monolithic microresonator. Nature. 443, 671-674 (2006).
- Hsu, H. -S., Cai, C., Armani, A. M. Ultra-low threshold Er:Yb sol-gel microlaser on silicon. Optics Express. 17, 23265(2009).
- Zhu, J. On-chip single nanoparticle detection and sizing by mode splitting in an ultrahigh-Q microresonator. Nature Photonics. 4, 46-49 (2009).
- Zhang, X., Choi, H. -S., Armani, A. M. Ultimate quality factor of silica microtoroid resonant cavities. Applied Physics Letters. 96, 153304(2010).
- Vernooy, D. W., Ilchenko, V. S., Mabuchi, H., Streed, E. W., Kimble, H. J. High-Q measurements of fused-silica microspheres in the near infrared. Optics Letters. 23, 247-249 (1998).
- Saleh, B. E. A., Teich, M. C. Fundamentals of Photonics. , 2nd edn, Wiley-Interscience. (2007).
- Ilchenko, V. S. Crystal quartz optical whispering-gallery resonators. Optics Letters. 33, 1569-1571 (2008).
- Soteropulos, C., Hunt, H., Armani, A. M. Determination of binding kinetics using whispering gallery mode microcavities. Applied Physics Letters. 99, 103703(2011).
- Barclay, P. E., Srinivasan, K., Painter, O., Lev, B., Mabuchi, H. Integration of fiber-coupled high-Q SiNx microdisks with atom chips. Applied Physics Letters. 89, (2006).
- Srinivasan, K., Painter, O. Mode coupling and cavity-quantum-dot interactions in a fiber-coupled microdisk cavity. Physical Review. A. 75, (2007).
- Xu, Q. F., Lipson, M. All-optical logic based on silicon micro-ring resonators. Optics Express. 15, 924-929 (2007).
- Martin, A. L., Armani, D. K., Yang, L., Vahala, K. J. Replica-molded high-Q polymer microresonators. Optics Letters. 29, 533-535 (2004).
- Chao, C. Y., Guo, L. J. Polymer microring resonators fabricated by nanoimprint technique. Journal of Vacuum Science Technology B. 20, 2862-2866 (2002).
- Armani, A. M., Armani, D. K., Min, B., Vahala, K. J., Spillane, S. M. Ultra-high-Q microcavity operation in H2O and D2O. Applied Physics Letters. 87, 151118(2005).
- Kovacs, G. T. A. Micromachined Transducers Sourcebook. , McGraw Hill. (1998).
- Kovacs, G. T. A., Maluf, N. I., Petersen, K. E. Bulk Micromaching of Silicon. Proceedings of the IEEE. 86, 1536-1551 (1998).
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
إعادة الطباعة والأذونات
