Implementierung eines Referenz-Interferometer für Nanodetection

Summary

Eine Referenz-Interferometer-Technik, die ausgelegt ist, um unerwünschte Laser Jitterrauschen für nanodetection entfernen, wird für die Sondierung eine ultra-hohe Güte Microcavity genutzt. Anleitungen für die Montage, Einrichtung und Datenerfassung vorgesehen, neben der Messung für die Angabe der Hohlraum Qualitätsfaktor.

Abstract

Ein thermisch und mechanisch stabilisiert Faser-Interferometer zur Untersuchung ultra-hohen Qualitätsfaktor Mikrohohlräume geeignet ist, ausgebildet. Nach Prüfung ihrer freien Spektralbereich (FSR) ist das Modul parallel zu einer Fasertaper-Mikroresonator-System gesetzt und dann durch Isolierung und Beseitigung von zufälligen Verschiebungen der Laserfrequenz (dh Laser-Jitter-Rauschen) kalibriert. Um den Kegel Mikrokavität Übergang zu realisieren und um die optische Leistung, die an den Resonator übertragen wird, zu maximieren, ist eine Single-Mode-Lichtwellenleiterfaser gezogen wird. Lösungen, enthaltend Polystyrol Nanokügelchen werden dann hergestellt und der Mikrokavität um die Fähigkeit des Systems die Bindung an die Oberfläche der Mikrohohlraum zu erfassen zeigen geflogen. Die Daten sind über adaptive Kurvenanpassung, die für hochauflösende Messungen der Qualitätsfaktor sowie die Aufzeichnung der zeitabhängigen Parameter wie Resonanzwellenlänge und Split-Frequenzverschiebungen können nachbearbeitet werden. Durch die sorgfältigeInspektionsschritte in der Zeitbereichsantwort und Verschieben in dem Frequenzbereichsantwort kann dieses Instrument diskreten Bindungsereignisse zu quantifizieren.

Introduction

Forschungsinteresse hat sich auf den Einsatz von Whispering-Gallery-Mode (WGM) Mikrohohlräume zum Zweck der nanodetection und Biosensorik ^08.01 gestiegen. Dies beinhaltet ultra-hohen Qualitätsfaktor (Q) optische Hohlräume, die kompetent bei der Identifizierung winzige biologische Partikel, bis auf die Single-Protein-Ebene ² sind. Das heißt, die Überwachung Verschiebungen in Resonanz und Split-Frequenz für die Übertragung mit außergewöhnlichen Empfindlichkeit ^9-11 können durch den Hohlraum der Entbindung von Lichtenergie in einer kleinen Modenvolumen aktiviert sein. Variationen in den optischen Eigenschaften des Resonators sind die Urs....

Protocol

1. Referenz Interferometer Bau-und FSR Mess

1. Bau
   1. Neues Open-Top-Acryl-Box. Diese Struktur sollte groß genug, um bequem in einem 16 x 16 in x 16 in Styropor-Box passen.
   2. Fertigen Sie ein 3-Stufen-Regal, um optische Komponenten, die in der Open-Top-Acryl-Box sitzen wird und wird vollständig von der Styropor-Box für die thermische Isolierung eingeschlossen werden beherbergen. Zwei erhöhte Löcher auf der Styropor-Box muss vorhanden sein, damit für Fasern zu betreten und das gesamte Gehäuse verlassen.
   3. Am ^3. Stufe: eine Ausgangsfaser vom 3-dB-Richtungskopplers sollte zu einer Polarisationssteuerung, die wiederum zu einem Ein....

Results

Nach dem folgenden Protokoll, können die Spuren zusammengestellt und montiert werden. 3a zeigt die typische Resonanzstruktur der Mikrokugel als im Video, für die Frequenzaufspaltung in einem DPBS Medium beobachtet dargestellt. Eine Methode der kleinsten Quadrate an die Doppel Lorentz-Funktion zeigt an, daß der Qualitätsfaktor der linken und rechten Resonanzeinbrüche jeweils 2,1 x 10 ⁸ bis 3,8 x 10 ⁸ in einer wässrigen Umgebung. Die optischen Frequenzen der FWHM werden durch Verglei.......

Discussion

Das aktuelle Setup ist in der Lage eine Vielzahl von Sondierungs WGM Mikrohohlräume, wie Mikroplatten, Mikrosphären, und Mikrotoroide, ohne jede Regelung für die Sonde Laserquelle benötigen. Eine beträchtliche Signal-Rausch-Verhältnis (SNR) zur Erkennung kann durch den Schrittschalt Verbesserungen durch Weglänge und partikelinduzierte Rückstreuungseffekte vorgesehen erhalten werden. Angesichts der Einfachheit und der geringen Kosten des Referenz-Interferometers selbst, ist diese Methode eine effiziente Technik zum Studi.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Polystyrol  Mikrosphären	PolyScience
Dulbecco' s Phosphatgepufferte Kochsalzlösung (DPBS)	Life Technologies	14190
Piezoelectric Nanopositioner System	Physik Instrumente	P-611.3S Symmetrischer
Photodetektor	Thorlabs	PDB120A
Photodetektor	Newport	1801-FC
3 dB Glasfaser-Richtkoppler	Thorlabs	FC632-50B
10 dB Glasfaser-Richtkoppler	Thorlabs	FC632-90B
Drop-In-Polarisationscontroller	General Photonics	PLC-003-S-25
Funktionsgenerator	Hewlett-Packard	33120A
Fusionsspleißer	Ericsson	FSU-925
Hochgeschwindigkeits-Oszilloskop	Agilent	DS09404A
motorisierter Translationstisch mit Controller	Thorlabs	MTS25-Z8E
Singlemode-Glasfaser, 600-800 nm, und Oslash; 125 μ m Cladding	Thorlabs	SM600
Elektrischer Echtzeit-Spektrumanalysator	Tektronix	RSA3408B
Optischer Spektrumanalysator	Agilent	70951A
632,5 – 637 nm Abstimmbarer Laser	Neuer Fokus	TLB-6304
Filtrationspumpe	KNF
Ultraschallreiniger	Crest Ultrasonics	Powersonic 1100D
Mini Vortexer	VWR	VM-3000
Zentrifuge	Beckman Coulter	Microfuge 22R