Name: Fabricación y Pruebas de microfluidos optomecánicos Osciladores (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2014-05-29T14:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 10 s
Description: Aprende a fabricar resonadores optomecánicos microfluídicos mediante iluminación láser CO2 y calentamiento de capilares de sílice fundida. Este método permite demostrar oscilaciones optomecánicas en medios fluidos para nuevas aplicaciones en sensores.

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Este trabajo fue financiado por la financiación inicial de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign, el programa DARPA ORCHID a través de una subvención de AFOSR, la Fundación Nacional de Ciencias a través de la subvención CMMI-1265164 y el programa de becas de investigación de posgrado de la Fundación Nacional de Ciencias. Agradecemos las esclarecedoras discusiones con el Prof. Jack Harris, el Prof. Pierre Meystre, el Dr. Matt Eichenfield, el Prof. Taher Saif y el Prof. Rashid Bashir.

1. Fabricación de ultra-alta-Q microfluidos Resonadores <ol><li> Preparación de la instalación de fabricación capilar <ol><li> Fabrique el resonador óptico-mecánica de microfluidos de la siguiente manera -. Caliente una preforma capilar de vidrio con aproximadamente 10 W de CO 2 de radiación láser a 10,6 micras de longitud de onda, y ponen de relieve el capilar calentado linealmente usando etapas de traducción motorizados Figura 1 muestra la disposición de la traslación lineal etapas, los láseres, y la ubicación de la preforma capilar antes de la operación de extracción. </li><li> Programa de software de automatización adecuado para controlar simultáneamente los dos láseres de CO2 (para la calefacción) y las dos etapas lineales. Las dos etapas lineales realizan el proceso de dibujo para el capilar láser-calentado. </li><li> Una de las etapas lineales debe ser rápida (por ejemplo 5 mm / seg) para el proceso de dibujo lineal. Avance en más material a la zona de calentamiento con la segunda, etapa lineal más lenta(Por ejemplo, 0,5 mm / seg) desde el material de la preforma capilar se agota durante el proceso de tracción. </li><li> Alinee los soportes de muestra de las etapas lineales a lo largo de los dos ejes verticales y horizontales. </li><li> Alinee cuidadosamente ambos CO 2 haces láser de tal manera que se dirigen al mismo lugar en el espacio (entre los titulares de la muestra). Un trozo de papel de tarjetas o papel sensible al calor es útil para este proceso. No te olvides de usar protección para los ojos para la seguridad del láser. No baje los ojos a nivel de tabla. Use bloques adecuados viga, extracción de humos, y la protección contra incendios. </li><li> Seleccionar parámetros razonables para el proceso de dibujo. Por ejemplo, los siguientes parámetros producen de forma fiable un buen tamaño capilar - 10 mm / seg velocidad de tracción, 0,5 mm / s de alimentación-en velocidad, 3 seg de tiempo de precalentamiento, 4,5 W de precalentamiento poderes para ambos láseres, y 5 poderes W de calefacción para ambos láseres . </li><li> La modulación de la potencia del láser durante la tracción se puede utilizar para controlar el radio capilar longitudinal durante el Pro dibujoproceso para formar los resonadores &#39;botella&#39;. Un ejemplo se muestra en la Figura 2d. Seleccione los parámetros de modulación de frecuencia adecuadas: 3 Hz, 6 W y 3 W para potencias de láser, y el ciclo de trabajo del 50%. </li></ol></li><li> La fabricación de resonadores optomecánicos de microfluidos <ol><li> Cortar un segmento suficientemente largo (alrededor de 2-4 cm) del capilar de sílice fundida tal que puede llegar a los dos soportes unidos a las etapas de traslación lineal. </li><li> Montar la muestra capilar en los soportes de muestra de tal manera que la zona de objetivos por láser es más o menos en el medio del capilar. Vuelva a ajustar la alineación CO 2 láser si es necesario. </li><li> Tire del capilar mediante los parámetros como se indica en 1.1.6. Primero precalentar el capilar durante unos segundos (Figura 2a), y tire de ella con o sin modulación láser (parámetros en 1.1.7), según sea necesario. </li><li> Retire el capilar dibujado (Figura 2b) desde el soporte de la muestra. Maneje la muestra con los guantes a los dosde espesor termina sólo, con el fin de no contaminar la superficie del resonador limpia. </li><li> Variar los parámetros de tracción para fabricar tubos capilares de diferentes diámetros. Típicamente diámetro exterior varía desde 30 micras a 200 micras dependiendo de las condiciones de tracción. </li></ol></li><li> Montaje del dispositivo fabricado para las pruebas <ol><li> Prepare un soporte de vidrio forma E (Figura 2c). Corte tres 1 cm x 0,5 cm y uno de 3 cm x 0,5 cm piezas de cristal de láminas de vidrio. Ensamblarlos en una forma de E con adhesivo de vidrio o superglue. </li><li> Cortar una longitud de capilar de microfluidos de la muestra elaborado. Esta longitud debe ser mayor que la distancia entre dos ramas adyacentes de vidrio en el soporte de forma de correo. </li><li> Pegue el dispositivo microcapilar en el soporte utilizando un adhesivo óptico mientras se asegura de mantener una parte colgando incontaminado entre dos ramas del soporte forma E. Curar el adhesivo óptico con una fuente de luz de curado UV LED durante 10 segundos. Figuras 2cy 2d muestran el producto acabado. </li><li> Insertar cuidadosamente ambos extremos del resonador montado en dos tubos de plástico ligeramente más grandes (por ejemplo, 200 micras de diámetro interior). Pegamento y curado UV ambos extremos de los tubos de plástico con adhesivo óptico. </li><li> Sujete la estructura de la forma E de la tercera (gratis) rama de vidrio para un dispositivo de montaje fijada para la prueba. El factor de calidad óptica del resonador de microfluidos final depende de lo bien que los láseres de fabricación estaban alineados y cuán estable sus niveles de energía eran. </li></ol></li></ol> 2. Configuración Experimental para Pruebas optomecánicos <ol><li> Fabricación de fibra óptica estrechada <ol><li> Preparar una sola fibra óptica de telecomunicaciones de banda Modo de longitud deseada (por ejemplo, un par de metros). Segmento de fibra debe ser lo suficientemente largo para ser montados ambos en el área que se estrecha y conectados a la configuración (Figura 4). El método que se estrecha explica aquí es similar a lo que es suggested y demostrado en 22. </li><li> Conectar el segmento de fibra preparado para el resto de la configuración experimental utilizando cualquier método de empalme de fibra-conveniente. </li><li> Monte el segmento de fibra empalmada en dos tiradores lineales que se enfrentan entre sí. </li><li> Pele la cubierta de la fibra en el centro del fragmento de fibra montada para exponer el área de revestimiento. Aquí es donde se fabricará cónica. Limpie el área despojado con metanol. </li><li> Encienda el láser sintonizable para ver la transmisión en tiempo real en un osciloscopio. Asegúrese de ajustar los atenuadores de manera que no se dañen los fotodetectores. </li><li> Coloque un quemador de gas de hidrógeno boquilla estrecha inmediatamente debajo de la parte sin forrar de la fibra. Siga todos los procedimientos de seguridad recomendadas cuando se trabaja con gases inflamables presurizados, como el hidrógeno. Otras fuentes &quot;combustión limpia&quot; de la llama o calentadores de cerámica también se podrían usar. </li><li> Antes de encender el gas, verifique el caudal para que la llama no será demasiadogrande (una llama 1-2 cm de altura es la adecuada). Tenga en cuenta que la llama es principalmente invisible, pero puede ser visto como un brillo de color naranja débil en una habitación oscura. El caudal de hidrógeno se debe establecer en un punto en el que la llama encendida ablandará adecuadamente la fibra de vidrio. </li><li> Enciende la llama. Tan pronto como la llama está encendida, empezar a tirar de la fibra usando platinas motorizadas. Velocidad de tracción adecuada depende de una velocidad de flujo de gas de hidrógeno y alrededores de la llama. NOTA: La transmisión a través de la fibra comenzará a mostrar un comportamiento de oscilación temporal como tirar continúa. Esto indica un funcionamiento multimodo. </li><li> Cuando el comportamiento oscilatorio se detiene y muestra una señal de que no cambia con el tiempo, deje de tirar y girar-apagado la llama de inmediato. Esto es cuando se obtiene un solo modo de puesta a punto. Compruebe la transmisión. Si la transmisión es demasiado baja, repita el procedimiento a partir de 2.1.1. con una tasa de flujo de gas modificada, tamaño de la llama, y ​​la ubicación de la llama. En ocasiones, una baja transmisión podría ser debido a una mala alineación en el paso 2.1.3. o debido a la contamiiones del revestimiento expuesto. </li><li> Si la transmisión resultante a través de la puesta a punto es satisfactoria, espere unos minutos para enfriar el cono. </li><li> Inspeccione el cono con un microscopio. Para 1550 la longitud de onda operativa nm, diámetro típico de la conicidad de modo único es en el orden de 1-2 micras. </li></ol></li><li> Taper-acoplamiento con el GTR y la búsqueda de señales electrónicas que indique la vibración <ol><li> Configurar el experimento en la configuración mostrada en la Figura 3. Las vibraciones mecánicas se pueden generar a través tanto de SBS y RP por la misma configuración experimental. Con el fin de detectar con claridad las señales de retrodispersión como en el caso de las versiones anteriores-SBS 4,21, utilice un dispositivo de circulación entre el cono y el láser sintonizable. </li><li> Antes de encender el láser IR sintonizable, asegúrese de ajustar los atenuadores en su lugar para que no se dañen los fotodetectores. </li><li> Encienda y estabilizar el láser IR sintonizable. Un generador de función se utiliza para barrer la frecuencia de la entrada de rayos infrarrojosláser. </li><li> Monte el soporte resonador en un escenario nanopositioning. Con precaución, el resonador cerca de la fibra cónica con el fin de obtener de acoplamiento evanescente. Como se barre la frecuencia del láser, resonancias ópticas aparecerán como depresiones en la transmisión en el osciloscopio, como en la figura 2b de 22. </li><li> Conecte la salida del fotodetector a un analizador de espectro eléctrico (ESA), donde se puede observar la interferencia temporal (es decir, la nota latido) entre la luz láser de entrada y de la luz dispersada. Esta interferencia temporal se produce a la frecuencia de oscilación mecánica. La función de &quot;retención de picos&quot; en el analizador de espectro es a menudo útil en la búsqueda inicial de las vibraciones mecánicas. </li><li> Utilice la potencia de entrada superior mientras se realiza la búsqueda inicial de la vibración mecánica, sobre todo cuando los líquidos estén presentes en el interior del dispositivo. NOTA: Normalmente, la potencia de entrada en el orden de 100 mW para el dispositivo es suficiente para excitar mecavibración ical. </li><li> Si se observa oscilación mecánica, intentar bloquear al modo óptico relevante apagando la exploración de la frecuencia de láser y el control de la longitud de onda de láser en el modo de CW. Aquí, tanto osciloscopio y analizador de espectro son útiles en tándem. Señales periódicas aparecen en el osciloscopio cuando un modo mecánico está presente, como se ve en la Figura 5 y 1,6. </li></ol></li></ol> 3. De medición óptico-Vibraciones <ol><li> La firma óptica y electrónica de (RP) Modos de presión de la radiación <ol><li> Tal como se describe en el punto 2.2, se observarán las oscilaciones mecánicas cuando el cono y el dispositivo están acoplados correctamente, los modos ópticos y mecánicos de dispositivos tienen suficientes factores Q, y se proporciona la potencia óptica de entrada suficiente. Si las oscilaciones en la gama de 10 MHz - no se observaron de 1 GHz, intento de cambiar la polarización para investigar diferentes resonancias, o aumentar la potencia de entrada del láser sintonizable con el fin desuperar el umbral mínimo de la oscilación. Cuando el aumento de la potencia de entrada, siempre tener cuidado de no saturar los fotodetectores. También, como se describe en 8, la distancia de acoplamiento es un factor clave para excitar diferentes modos de RP. </li><li> Si todavía no se observan modos mecánicos, intente medir el factor de calidad óptica. Para resonadores optomecánicos de microfluidos, los resultados muestran que el factor de calidad óptica de 10 6 es suficiente para excitar oscilaciones paramétricas 13. NOTA: Por lo general, los modos de RP se manifestarán oscilaciones como electrónicas en el analizador de espectro en compañía de sus armónicos, como se ve en la figura 5 resultados representativos serán discutidos en la sección 4.. </li><li> Utilice un escaneo de Fabry-Perot o de alta resolución analizador de espectro óptico para detectar las bandas laterales ópticos que se generan debido a la amplitud y la fase de modulación, que es en inducida por la deformación de la cavidad periódica a su vez. Un ejemplo puede ser la medición seen en la Figura 3h de 1. </li></ol></li><li> La firma óptica y electrónica de los modos acústicos susurrando-gallery <ol><li> La frecuencia acústica de backward-SBS para el vidrio de sílice es de aproximadamente 11 GHz cuando un láser de bombeo de 1,5 micrones se utiliza 4,23. Use un termostato que controla la luz dispersada hacia atrás y una pequeña cantidad de la bomba dispersa-Rayleigh, para observar señales electrónicas para estos modos de vibración. Utilice una de alta resolución del analizador de espectro óptico para resolver la luz dispersada. Una medición de ejemplo se muestra en la Figura 2 de 4. </li><li> Utilice la nota de batido entre la luz dispersada hacia adelante y el láser de bombeo para observar la frecuencia más baja (sub-1 GHz) modos acústicos susurrando-galería. </li><li> Debido a la rigidez mecánica inferior en la dirección de respiración, la señal de SBS es a veces más débil que la señal de los modos de RP. Una vez más, mover lentamente el láser a baja velocidad, y el uso de &quot;retención de pico&quot; en el respetoanalizador de ron para ayudar en la búsqueda de la señal de SBS. </li><li> Tenga en cuenta que a diferencia de los modos de respiración-RP emocionado, modos acústicos susurrando-gallery SBS-excitados no presentan armónicos en los espectros ópticos y electrónicos (a menos de excitación en cascada tiene lugar 4,24). En cambio sólo aparece una banda lateral Stokes para los modos de la SBS. </li></ol></li></ol>

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</ol>

No tenemos nada que revelar.

Hemos fabricado y probado un nuevo dispositivo que sirve de puente entre la cavidad y optomecánica microfluidos empleando resonancias ópticas de alta Q para excitar (e interrogar a) vibraciones mecánicas. Es sorprendente que múltiples mecanismos de excitación están disponibles en el mismo dispositivo, que generan una variedad de modos de vibración mecánicas a tasas que abarcan 2 MHz a 11.300 MHz. La presión de radiación centrífuga soporta ambos modos copa y modos de respiración en el lapso de 2 a 200 MHz, Adelante estim...

Optomecánica Cavidad estudia el acoplamiento paramétrica entre los modos de fonones y modos de fotones en microresonators por medio de la presión de radiación (RP) 1-3 y dispersión estimulada Brillouin (SBS) 4-6. SBS y mecanismos de RP se han demostrado en muchos sistemas ópticos diferentes, tales como fibras 7, microesferas 4,6,8, 1,9, toroides y resonadores cristalinos 5,10. A través de este acoplamiento fotón-fonón, tanto de refrigeración 11 y la excitación de 6,10 modos mecánicos han sido demostrados. Sin embargo, casi todos informaron optomecánica experimentos son con fases sólidas de la materia. Esto es debido a la inmersión directa de líquido de los dispositivos de resultados óptico-en gran medida el aumento de la pérdida acústica radiativo debido a la mayor impedancia de líquidos en comparación contra el aire. Además, en algunas situaciones mecanismos de pérdida disipativas en líquidos pueden superar las pérdidas acústicas radiativas. Recientemente, un nuevo tipo de oscilador óptico-hueco con una geometría microcapilar se introdujo 12-15, y que por diseño está equipado para los experimentos de microfluidos. El diámetro de este capilar se modula en su longitud para formar múltiples &#39;resonadores botella&#39; que confinan a la vez susurrando-gallery resonancias ópticas 16, así como los modos de resonancia mecánica 17. Varias familias de modos resonantes mecánicos participan, incluidos los modos de respiración, modos de vino de vidrio y modos acústicos susurrando-galería. El vaso de vino (onda estacionaria) y susurrando-gallery acústica (de onda en movimiento) resonancias se forman cuando una vibración con múltiplo entero de longitudes de onda acústica se produce alrededor de la circunferencia del dispositivo. La luz se acopla evanescente en los modos susurrando-gallery ópticas de estas &quot;botellas&quot; por medio de una fibra óptica cónica 18. El confinamiento del líquido en el interior del resonador 19,20 capilar, comodiferencia de fuera de ella, permite altos factores de calidad óptica mecánica-y al mismo tiempo, lo que permite la excitación óptica de modos mecánicos por medio de ambos RP y SBS. Como se ha mostrado, estas excitaciones mecánicas son capaces de penetrar en el líquido dentro del dispositivo de 12,13, la formación de un modo resonante sólido-líquido compartida, permitiendo así una interfaz opto-mecánico para el medio ambiente fluídico dentro. En este trabajo se describe la fabricación, RP y SBS de actuación y resultados de las mediciones representativas de este novedoso sistema óptico-mecánica. También se proporcionan listas de materiales y de herramientas específicas.

<table><tbody><tr><td>Láser IR sintonizable</td><td>Newfocus</td><td>TLB-6328</td><td></td></tr><tr><td>Fotodetectores</td><td>Newfocus</td><td>1811-FC (baja velocidad 125MHz) / 1611-FC-AC (alta velocidad 1GHz)</td><td></td></tr><tr><td>Fibra óptica</td><td>Corning</td><td>SMF28</td><td></td></tr><tr><td>Capilar de sílice</td><td>PolyMicro</td><td>TSP700850</td><td></td></tr><tr><td>10.6 mmm longitud de onda CO2 láser</td><td>Synrad</td><td>48-1KWM y 48-2KWM</td><td></td></tr><tr><td>Adhesivo óptico de curado UV</td><td>Thorlabs</td><td>NOA81</td><td></td></tr><tr><td>Tubo</td><td>Tygon</td><td>EW-06418-01</td><td></td></tr><tr><td>Jeringas</td><td>B-D</td><td>YO-07940-12</td><td></td></tr><tr><td>Agujas</td><td>Weller</td><td>KDS201P</td><td></td></tr><tr><td>Analizador de espectro eléctrico</td><td>Agilent Technologies</td><td>N9010A (EXA Signal Analyzer)</td><td></td></tr><tr><td>Analizador de espectro eléctrico</td><td>Tektronix</td><td>6114A (RSA, analizador de espectro en tiempo real)</td><td></td></tr><tr><td>Analizador de espectro óptico</td><td>Advantest</td><td>Q8384</td><td></td></tr><tr><td>Osciloscopio</td><td>Tektronix</td><td>DPO 4104B-L</td><td></td></tr><tr><td>Espejos dorados</td><td>II-VI 836627</td><td></td><td></td>infrarrojos</tr><tr><td>(lento)</td><td>DryLin</td><td>H1W1150</td><td></td></tr><tr><td>Etapa lineal (rápida)</td><td>PBC Lineal</td><td>MTB055D-0902-14F12</td><td></td></tr><tr><td>Analizador de espectro óptico Fabry Perot</td><td>Thorlabs</td><td>SA 200-14A (FSR: 1,5 GHz)</td><td></td></tr></tbody></table>

fabricación y pruebas de microfluidos optomecánicos osciladores

Fabrication and Testing of Microfluidic Optomechanical Oscillators

Cavidad optomecánica experimentos que paramétricamente acoplar los modos de fonones y modos de fotones han sido investigados en diversos sistemas ópticos incluyendo microresonators. Experimentos optomecánicos Sin embargo, debido al aumento de las pérdidas de radiación acústica durante la inmersión líquida directa de dispositivos óptico-mecanicos, casi todos publicados han sido realizados en fase sólida. Este artículo discute un hueco resonador óptico-microfluidos recientemente introducida. Metodología detallada se proporciona para la fabricación de estos ultra-alta-Q resonadores de microfluidos, realizar pruebas optomecánico, y medir el modo de respiración radiación impulsado por presión y las vibraciones paramétricas de modo de galería de los suspiros impulsadas por SBS. Al limitar los líquidos en el interior del resonador capilar, se mantienen al mismo tiempo altos factores de calidad óptica mecánica-y.

Los capilares producidos por este método son delgadas (entre 30 micras y 200 micras), clara y muy flexible, pero son lo suficientemente robustos para la manipulación directa. Es importante para proteger la superficie exterior del dispositivo capilar contra polvo y agua (humedad) con el fin de mantener un factor de alta calidad óptica (Q). Por inmersión de un extremo del capilar en el agua y el soplado de aire a través del capilar por medio de una jeringa, se puede verificar si el capilar es a través o si fue sellado dur...

Recientemente se han demostrado experimentalmente excitaciones optomecánicas paramétricas en resonadores optomecánicos microfluídicos mediante presión de radiación óptica y dispersión de Brillouin estimulada. Este artículo describe la fabricación de estos resonadores microfluídicos junto con metodologías para generar y verificar oscilaciones optomecánicas.

Fabricación y Pruebas de microfluidos optomecánicos Osciladores

Cavity optomechanics experiments that parametrically couple the phonon modes and photon modes have been investigated in various optical systems including ...

El objetivo general de este procedimiento es fabricar y demostrar osciladores optomecánicos que funcionen con medios en fase fluida. Esto se logra primero fabricando resonadores optomecánicos microfluídicos mediante el calentamiento y estiramiento de preformas de capilar de vidrio de sílice fundida bajo iluminación con láser de CO2. El segundo paso consiste en montar los dispositivos fabricados para su prueba.A continuación, se utiliza un láser de diodo para bombear los modos ópticos de galería de susurros del dispositivo fabricado mediante una fibra óptica afinada. Finalmente, se emplea un análisis espectral electrónico de las señales ópticas de salida para demostrar la interacción optomecánica y la detección a través de modos mecánicos en fluidos. Estos dispositivos proporcionan una capacidad previamente no disponible para realizar experimentos de optomecánica con materiales en fase fluida.Por lo general, las personas nuevas en este método tendrán dificultades porque la fabricación, el proceso, la necesidad, la práctica y los parámetros de fabricación deben optimizarse. La demostración de este método es fundamental, ya que activar el dispositivo y la identificación del modo optomecánico son difíciles de dominar. Los resonadores microfluídicos se fabricarán calentando y estirando preformas de capilares de vidrio para lograr este primer alineamiento.Dos etapas de traslación lineal controladas por software. Deben moverse a lo largo de la misma línea. Deben estar separadas por unos pocos centímetros para que el capilar pueda extenderse a través del espacio.Los soportes de muestra en las platillas deben alinearse para sostener un capilar sobre el eje. A lo largo de la línea de movimiento de las platillas, el calentamiento se realizará mediante dos láseres de CO2 antes de continuar. Tome las precauciones de seguridad adecuadas al trabajar con láseres de alta potencia.Luego dirija la salida de los láseres de manera que apunten al mismo punto en el espacio entre las etapas lineales. Este punto debe ser un lugar donde se suspenderá un capilar. Utilice bloqueadores de haz para detener los haces después del punto objetivo.Utilice un software para el control simultáneo de las dos etapas de traslación y de los niveles de potencia de los dos láseres de CO2. Para esta configuración, se producen capilares confiables cuando una etapa se mueve rápidamente, aproximadamente 10 milímetros por segundo, y la otra lentamente, aproximadamente 0,5 milímetros por segundo, en la misma dirección, para alimentar más material a la zona de calentamiento.Ambos láseres se ajustan a 4,5 vatios durante un período de precalentamiento de tres segundos. Luego, cinco vatios o más durante el proceso de trazado. Para fabricar el resonador, utilice sílice fundida, preforma capilar, y corte una longitud que pueda alcanzar entre los dos portamuestras en la etapa de traslación lineal, aproximadamente de dos a cuatro centímetros.A continuación, fije el capilar a los porta muestras, de modo que la zona objetivo del láser quede aproximadamente en el centro de la longitud del capilar. Proceda iniciando el software de control.El láser precalienta el capilar durante tres segundos. A continuación, se tira del capilar durante aproximadamente 10 segundos. Cuando el proceso haya finalizado, retire el capilar estirado manipulando únicamente el extremo grueso y no desdoblado para evitar contaminación.Cuelgue el capilar de modo que la superficie del resonador limpio quede suspendida en el aire. Elabore capilares con diferentes diámetros variando los parámetros de tracción y repitiendo el proceso de fabricación para asegurar que los capilares estén abiertos. Trabaje con una bandeja poco profunda de agua y una jeringa.Tome cuidadosamente un capilar terminado y sumerja un extremo en el agua. Utilice la jeringa para soplar aire a través del otro extremo. La presencia de burbujas de aire indica que el capilar está abierto.Antes de probar los capilares, se debe construir un soporte para montarlos. Para ello, corte tres piezas de vidrio de un centímetro por 0,5 centímetros provenientes de portaobjetos. Además, corte una pieza de tres centímetros por medio centímetro también de un portaobjeto.Luego, utilice un adhesivo para unión de vidrio o pegamento instantáneo para ensamblar estas piezas en un EHA. A continuación, corte de una micropipeta estirada un tramo que pueda cubrir la distancia entre dos ramas adyacentes del soporte en forma de U y sobresalga más allá de ellas. Utilice un adhesivo óptico para pegar la micropipeta de modo que sus extremos sobresalgan más allá de las dos ramas del soporte y su centro quede suspendido entre ellas.Luego, cure el adhesivo óptico con una luz LED de curado UV durante el tiempo necesario. Transcurridos aproximadamente 10 segundos, proceda a obtener un tubo de plástico con un diámetro interno ligeramente mayor que el del capilar. Inserte cuidadosamente un tubo en cada extremo del capilar montado.Una vez más, utilice adhesivo óptico para sellar la conexión entre el capilar y cure con luz UV. Después del curado, el conjunto está listo para su montaje. Utilice la tercera rama de vidrio libre para sujetar la estructura en su lugar.Este experimento utiliza un láser infrarrojo acoplado a fibra con longitud de onda ajustable, conectado a un generador de funciones, utilizado para barrer periódicamente las longitudes de onda del láser. Primero, la salida del láser pasa a través de un controlador de polarización.A continuación, se acopla a una guía de onda de fibra afinada de banda telecom de modo único que se encuentra cerca de una etapa de posicionamiento nano. Después de la fibra afinada, la luz pasa a través de atenuadores para proteger los analizadores aguas abajo. En este experimento, tras el atenuador, la luz se dirige a un fotodetector conectado a un analizador de espectro eléctrico y a un osciloscopio.Comience el experimento estabilizando el láser e iniciando los barridos de la longitud de onda del haz láser. A continuación, tome el resonador capilar montado y coloque el soporte del resonador capilar sobre la plataforma de posicionamiento nano cerca de la fibra afinada. Luego, traslade cuidadosamente la plataforma para acercar el resonador aproximadamente un micrón a la fibra afinada y así obtener acoplamiento evanescente.A medida que se barren las longitudes de onda, los descensos en la transmisión del láser en función del tiempo observados en el osciloscopio indican la presencia de acoplamiento evanescente y resonancias. Utilice el analizador de espectros para buscar interferencias temporales entre la luz láser de entrada y la luz dispersada. Esta señal de batido ocurre a la frecuencia de oscilación mecánica.En este ejemplo, un modo mecánico a 24,94 megahercios se excita en el capilar mediante la presión de radiación al intentar acoplarse al modo óptico correspondiente para una oscilación mecánica, desactivando el barrido de frecuencia del láser y controlando la longitud de onda del láser. En modo de onda continua, aparecerán señales periódicas en un osciloscopio cuando esté presente un modo mecánico. Una vez dominado el procedimiento, la fabricación y la prueba del dispositivo pueden completarse en aproximadamente 45 minutos si se realiza correctamente.Al intentar este procedimiento, es importante recordar que el resonador y la fibra cónica nunca deben manipularse manualmente, ni siquiera con pinzas. Esto se hace para mantener la limpieza de las superficies. Desde su desarrollo, esta técnica ha allanado el camino para que los investigadores en el campo de la óptica de cavidades mecánicas exploren nuevas interacciones con fluidos y analitos biológicos.

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Research

Investigación

JoVE Journal

Engineering

Ingeniería

Se describe la utilización de una técnica de dióxido de carbono reflujo láser para fabricar cavidades resonantes de sílice, incluyendo independiente microesferas y microtoroids en el chip. El método de reflujo elimina imperfecciones de la superficie, permitiendo largos tiempos de vida de fotones dentro de ambos dispositivos. Los dispositivos resultantes tienen factores de ultra alta calidad, permitiendo a las aplicaciones que van desde las telecomunicaciones a biodetección.

La fabricación de sílice de alta calidad Ultra microresonators Factor

En este video lo primero que describen los procedimientos de fabricación y operación de una onda acústica de superficie (SAW) dispositivo de contraflujo acústico. Se demuestra a continuación, un montaje experimental que permite tanto la visualización del flujo cualitativo y el análisis cuantitativo de los flujos de complejos dentro del dispositivo de bombeo SAW.

Fabricación, operación y visualización del flujo en la superficie-acústico de ondas impulsadas Microfluídica Acústica contraflujo

Acoustofluidic dispositivos utilizan ondas ultrasónicas dentro de los canales de microfluidos para manipular, concentrar y aislar micro suspensión y entidades nanoscópicas. Este protocolo describe la fabricación y el funcionamiento de tal dispositivo de soporte ondas estacionarias acústicas a granel para centrarse partículas en una línea de corriente central sin la ayuda de fluidos de la vaina.

Fabricación y funcionamiento de los dispositivos de apoyo a granel Acoustofluidic ondas acústicas pie para Sheathless Centrándose de partículas

Describimos el proceso de fabricación y pruebas de termómetros fotónicos.

Fabricación y pruebas de termómetros fotónicos

Se presentan protocolos para la síntesis de microesferas a partir de polímeros, la manipulación de microesferas y medidas de micro-fotoluminiscencia.

Fabricación de microesferas de polímero para aplicaciones de resonador óptico y láser

Este protocolo describe la fabricación de dispositivos microfluídicos de MY133-V2000 para eliminar los artefactos que se presentan a menudo en microcanales debido a los índices de refracción une mal entre estructuras de microcanales y una solución acuosa. Este protocolo utiliza un sostenedor de acrílico para comprimir el dispositivo encapsulado, mejorar la adherencia tanto química como mecánicamente.

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Fabricación rápida de dispositivos microfluídicos personalizados para investigación y aplicaciones educativas

Se proporciona un protocolo para el cultivo y manipulación de tejido embrionario de ratón en un chip microfluídico. Mediante la aplicación de pulsos de moduladores de vía, este sistema se puede utilizar para controlar externamente las oscilaciones de señalización para la investigación funcional de la somitogénesis del ratón.

Un enfoque de microfluídica para la investigación funcional de las oscilaciones de señalización que gobiernan la somitogénesis

El protocolo demuestra un método conveniente para producir flujo oscilatorio armónico de 10-1000 Hz en microcanales. Esto se realiza interconectando un diafragma de altavoz controlado por computadora con el microcanal de manera modular.

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Fabricación y caracterización de resonadores de membrana de nitruro de silicio de alta calidad

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Fabricación y Pruebas de microfluidos optomecánicos Osciladores

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