Implementación de un interferómetro de referencia para Nanodetection

Summary

Una técnica de interferómetro de referencia, que está diseñado para eliminar el ruido de fluctuación de fase láser indeseable para nanodetection, se utiliza para sondear un factor microcavidad de ultra-alta calidad. Instrucciones para el ensamblaje, la instalación y adquisición de datos se proporcionan, junto con el proceso de medida para especificar el factor de calidad de la cavidad.

Abstract

Un interferómetro de fibra térmica y mecánicamente estabilizado adecuado para examinar microcavidades factor de ultra alta calidad está de moda. Después de la evaluación de su rango espectral libre (FSR), el módulo se pone en paralelo con un sistema de cono-microcavidad fibra y a continuación se calibró a través de aislamiento y la eliminación de los cambios aleatorios en la frecuencia del láser (es decir, el ruido de fluctuación de fase láser). Para darse cuenta de la unión cónica-microcavidad y para maximizar la potencia óptica que se transfiere al resonador, un solo modo de guía de ondas de fibra óptica se tira. Las soluciones que contienen nanobeads de poliestireno se preparan entonces y trasladados a la microcavidad con el fin de demostrar la capacidad del sistema para detectar la unión a la superficie de la microcavidad. Los datos son post-procesada a través de la curva de ajuste adaptativo, que permite mediciones de alta resolución de el factor de calidad, así como el trazado de parámetros dependientes del tiempo, como los cambios de longitud de onda de resonancia y frecuencia dividida. Por cuidadoinspección de pasos en la respuesta en el dominio y el cambio en la respuesta de frecuencia de dominio, este instrumento puede cuantificar eventos de unión discretos.

Introduction

Intereses de investigación ha aumentado de manera significativa en el uso del modo de susurro-galería (WGM) microcavidades con el propósito de nanodetection y biosensor ^1-8. Esto implica el factor de calidad ultra alta (Q) cavidades ópticas que son competentes en la identificación de partículas biológicas minúsculas, hasta el nivel de la proteína sola ^2. Es decir, el seguimiento de los cambios en la resonancia y la frecuencia de división para la transmisión con una sensibilidad extraordinaria ^9-11 se puede activar por el confinamiento de la cavidad de la energía de la luz dentro de un volumen pequeño modo. Las variaciones en las propi....

Protocol

1. Referencia Interferómetro de construcción y medición FSR

1. Construcción
   1. Crear una caja de acrílico con techo abierto. Esta estructura debe ser lo suficientemente grande como para caber cómodamente en un 16 en x 16 en x 16 en caja de espuma de poliestireno.
   2. Fabrique una estantería de 3 etapas para albergar componentes ópticos, que se sentarán en la caja de acrílico con techo abierto y será completamente encerrado en la caja de espuma de poliestireno para aislamiento térmico. Dos agujeros elevados en la caja de espuma de poliestireno deben estar presentes para permitir fibras para entrar y salir todo el recinto.
   3. En la 3 ^ª

Results

Después de seguir el protocolo, los rastros pueden ser compilados y equipados. Figura 3a muestra la estructura de resonancia típica de la microesfera como se presenta en el video, para el que se observa la división de frecuencia en un medio de DPBS. Un ajuste de mínimos cuadrados para la función de doble Lorentzian indica que el factor de calidad de las izquierdas y derechas dips de resonancia son, respectivamente, 2,1 x 10 ⁸ y 3,8 x 10 ⁸ en un medio acuoso. Las frecuencias ópticas.......

Discussion

Esta configuración actual es capaz de sondear una variedad de microcavidades WGM, tales como microdiscos, microesferas, y microtoroids, sin necesidad de ningún control de realimentación para la fuente de láser sonda. Una considerable proporción de señal a ruido (SNR) para la detección se puede conseguir debido a las mejoras de cambio de paso proporcionados por longitud de la trayectoria y los efectos de retrodispersión partículas inducida. Dada la simplicidad y el bajo coste de la propia interferómetro de referencia, es.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Poliestireno  Microesferas	PolyScience
Dulbecco' s Solución salina tamponada de fosfato (DPBS)	Life Technologies	14190
Sistema de nanoposicionador piezoeléctrico	Physik Instrumente	P-611.3S
Fotodetector balanceado	Thorlabs	PDB120A
Fotodetector	Newport	1801-FC
3 dB Acoplador direccional de fibra óptica	Thorlabs	FC632-50B
10 Acoplador direccional de fibra óptica dB	Thorlabs	FC632-90B
Controlador de polarización drop-in	General Photonics	PLC-003-S-25
Generador de funciones	Hewlett-Packard	33120A
fusión	Ericsson	FSU-925
Osciloscopio de alta velocidad	Agilent	DS09404A
Etapa de traducción motorizada con controlador	Thorlabs	MTS25-Z8E
Fibra óptica monomodo, 600-800 nm, Ø 125 y mu; m Revestimiento	Thorlabs	SM600
Analizador de espectro eléctrico en tiempo real	Tektronix	RSA3408B
Analizador de espectro óptico	Agilent	70951A
632.5 – 637 nm Láser sintonizable	New Focus	TLB-6304
Bomba de filtración	KNF
Ultrasonic Cleaner	Crest Ultrasonics	Powersonic 1100D
Mini Vortexer	VWR	VM-3000
Centrífuga	Beckman Coulter	Microfuge 22R