Name: Estimulada Stokes y Antistokes Raman Scattering en microesférico Whispering Gallery Mode resonadores (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-04-04T14:00:00.000+00:00
Duration: 12 min 21 s
Description: Aprende a generar nuevas frecuencias ópticas mediante resonadores de microesferas de sílice con modos de galería susurrante. Este método permite estudiar interacciones ópticas no lineales para aplicaciones en fuentes láser compactas y sensores bioquímicos.

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Museo Storico della Fisica e Centro Studi e Ricerche Enrico Fermi
Ente Cassa di Risparmio di Firenze (No. 2014.0770A2202.8861)

1. La fabricación de ultra alta Factor de microesferas de calidad <ol><li> Franja de unos 1-2 cm de una fibra estándar monomodo (SMF) de sílice fuera de su recubrimiento acrílico usando un separador óptico. </li><li> Limpiar la parte pelada con acetona y se unirá él. </li><li> Introducir la punta escindido en un brazo de un empalmador de fusión y producir una serie de descargas de arco eléctrico utilizando el controlador de empalme. Seleccionar &quot;modo manual&quot; en el menú del controlador de empalme, establecer los valores para el nivel de potencia de arco y arco duración de 60 ms y 800, respectivamente; seleccione &quot;arco&quot; y empuje la parte inferior &quot;+&quot;. </li><li> Una vez que una esfera está tomando forma, detener, hacer girar la fibra de 90 ° y repita el paso 1.3. </li><li> Repita el paso 1.3 al menos 4 veces para obtener una microesfera de aproximadamente 160 micras. Repetir 16 veces para obtener una microesfera de aproximadamente 260 micras. Nota: Las descargas de arco eléctricos producirán la elevada temperatura de fusión necesaria para fundir el vidrio de sílice. la superfie Tensión dibujará un esferoide de la punta de la fibra apaciguado; el tamaño de las esferas es directamente proporcional al número de disparos de arco, saturando en un diámetro de aproximadamente 350 micras, como se puede ver en la Figura 1 19. La rotación asegura una forma esférica del resonador. </li></ol> 2. Dibujo de un Fibra cónicos Nota: también se necesita La fibra cónica para acoplar la luz en los microresonators. El tamaño de la microesfera determinará la cintura de la conicidad. Para diámetros de esfera mayor que 125 m, el diámetro del cono puede ser de aproximadamente 3-4 micras. Para los más pequeños, el diámetro de la conicidad debe ser más pequeño, por ejemplo 1 a 2 m. Con el fin de mantener las pérdidas en el nivel bajo y tener un solo modo en la sección cónica (la fundamental), el estrechamiento tiene que ser adiabática (transición gradual del grosor de diámetro fino). La longitud total típico de la sección cónica adiabático es de unos 2 cm. Figure 2 muestra el dispositivo de fabricación casera para tirar de la fibra y la Figura 3A muestra una microfotografía de una zona de cintura típico. <ol><li> Strip 3-4 cm de una fibra de sílice estándar monomodo (SMF) de su recubrimiento acrílico usando un separador óptico, y conectar la fibra termina a un láser (entrada) y un medidor de potencia (salida). Asegúrese de que la zona de pelado es aproximadamente en el centro de la fibra, no en un extremo. Utilice un terminador de fibra desnuda con el fin de ser capaz de conectar la fibra termina al láser y la potencia metros. Coloque el láser y el medidor de potencia en la parte superior de la mesa de trabajo. </li><li> Coloque la fibra despojado dentro de un cilindro corta de alúmina, y los extremos recubiertos de la fibra en dos etapas de traducción que accionan simultáneamente durante el proceso de tracción. </li><li> Calentar el cilindro de alúmina (que actúa como un horno) por una llama de oxígeno-butano hasta una temperatura cerca de un punto de fusión de la sílice (alrededor de 2100 ° C). </li><li> Inferir la adiabaticidad de la forma cónica de la OBSErvación de la transmisión de una luz de láser que opera a 635 nm. Compruebe que en la salida de una mancha circular homogénea se conserva mientras se disminuía, lo que indica que no se produce el modo de codificación. Deje de tirar y retirar la llama cuando la potencia transmitida se detiene oscilante, y es constante en el tiempo. </li><li> Pegar la fibra cónica en un portaobjetos de vidrio de microscopio en forma en forma de U para acomodar el cono (Ver Figura 3B). Utilice un portaobjetos de vidrio de microscopio de las dimensiones 76x26x1.2 mm. </li></ol> 3. La fabricación de pequeñas microesferas Nota: Las pequeñas microesferas con diámetros por debajo del tamaño de una fibra estándar revestido requieren estrechamiento anterior de la fibra. El diámetro mínimo obtenido con este método es de aproximadamente 25 micras. <ol><li> En la sección 2 siguiente, dibuje una fibra cónica, tirando hasta que se rompa. </li><li> Siga todos los pasos de la sección 1 (fabricación de microesferas UHQ) pero en el paso 1.3, modificar los valores de la co empalmadorntroller de la siguiente manera: potencia de arco 20, duración del arco 1.200 ms. </li></ol> 4. Luz de acoplamiento en la microesfera Nota: Utilizamos el cono de luz pareja en la microesfera y medimos las resonancias del microrresonador. <ol><li> 4.1. Preparar un soporte / aluminio PVC en forma de T con un canal en el medio. Fijar el vástago de la fibra residual de la microesfera con un pedazo de magia scotch o cinta adhesiva de papel en el soporte. Fijar el soporte con dos tornillos en una etapa de traducción con actuadores piezoeléctricos y una resolución de posicionamiento de 20 nm. </li><li> Fijar la conicidad pegado a la lámina de vidrio en otra etapa de traducción con el plano de deslizamiento posicionado perpendicular al vástago de la fibra de las microesferas. Empalmar los extremos de la forma cónica de los cables de fibra terminados. Conectar un extremo al láser de diodo sintonizable y el otro a un detector de fotodiodo de InGaAs. </li><li> Use un tubo de microscopio con distancia de trabajo larga (&gt; 20 mm) para coNTROL la brecha entre el cono y la microesfera. Con el fin de supervisar el sistema en la otra dirección lugar un espejo a 45 ° con respecto a la dirección del tubo de manera que la posición de la conicidad con respecto al ecuador de la microesfera puede ser controlada. <ol><li> Coloque el ecuador de la microesfera en contacto con la fibra cónico. </li></ol></li><li> Encienda el láser y comprobar el espectro de transmisión del sistema de microesferas-Reducción en un osciloscopio. <ol><li> Sintonizar el láser de onda continua operando a 1.550 nm hasta que aparecen resonancias. Las resonancias pueden ser identificados como de Lorentz en forma de depresiones en el espectro. </li></ol></li><li> Medir la anchura de línea de resonancia (llena la mitad del máximo ancho de la inmersión en forma de Lorentz). Se calcula el factor Q como la frecuencia de la bomba dividida por la anchura de línea de resonancia. </li><li> Reducir / aumentar la diferencia entre la esfera y la conicidad, el cambio tanto en anchura y profundidad de resonancia para aumentar / disminuir la eficacia de acoplamiento. </li></ol><pclass = &quot;jove_title&quot;&gt; 5. Estimulada Raman Scattering <ol><li> Insertar un amplificador de fibra dopada con erbio (EDFA) entre el láser CW que opera a 1550 nm y el atenuador. El EDFA funciona en el rango de longitud de onda de 1,530-1,570 nm. Nota: Esto aumentará la potencia del láser, alcanzando una potencia de salida máxima de 2 W. efectos no lineales necesitan altas potencias de entrada La figura 4 muestra un esquema del montaje experimental.. </li><li> Conecte un extremo del cono con cables de fibra terminados a un divisor de 3 dBm. Conectar una de las fibras de salida del divisor al analizador de espectro óptico y el otro a un fotodetector que está conectado al osciloscopio. </li><li> Tune el láser de alta a bajas frecuencias hasta una resonancia con una deriva térmica comparable a la velocidad de exploración de longitud de onda del láser se encuentra. Cuando se consigue la térmica 20 autoblocante una ampliación de la resonancia se puede ver en el osciloscopio. </li><li> Compruebe la potencia de salida transmitida a través de la puesta a puntoen un analizador de espectro óptico. Aumentar la potencia hasta que aparezca la línea de láser Raman. Se desafinada de la longitud de onda de la bomba a aproximadamente 13,5 THz. </li></ol>

<ol><li>Kozyreff, G., Dominguez-Juarez, J. L., Martorell, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Non+linear+optics+in+spheres%3A+from+second+harmonic+scattering+to+quasi-phase+matched+generation+in+whispering+gallery+modes%5BTitle%5D)+AND+%22Laser+Photon.+Rev%22%5BJournal%5D)">Non linear optics in spheres: from second harmonic scattering to quasi-phase matched generation in whispering gallery modes.</a> Laser Photon. Rev. 5 (6), (2011).</li>
<li>Farnesi, D., Barucci, A., Righini, G. C., Berneschi, S., Soria, S., Nunzi Conti, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optical+frequency+generation+in+silica+microspheres%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Rev.+Lett%22%5BJournal%5D)">Optical frequency generation in silica microspheres.</a> Phys. Rev. Lett. 112 (9), 093901(2014).</li>
<li>Liang, W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Miniature+multioctave+light+source+based+on+a+monolithic+microcavity%5BTitle%5D)+AND+%22Optica%22%5BJournal%5D)">Miniature multioctave light source based on a monolithic microcavity.</a> Optica. 2 (1), 40-47 (2015).</li>
<li>Maker, A. J., Armani, A. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fabrication+of+Silica+Ultra+High+Quality+Factor+Microresonators%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Vis.+Exp%22%5BJournal%5D)">Fabrication of Silica Ultra High Quality Factor Microresonators.</a> J. Vis. Exp. (65), e4164(2012).</li>
<li>Coillet, A., Henriet, R., Phan Huy, K., Jacquot, M., Furfaro, L., Balakireva, I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microwave+Photonics+Systems+Based+on+Whispering-gallery-mode+Resonators%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Vis.+Exp%22%5BJournal%5D)">Microwave Photonics Systems Based on Whispering-gallery-mode Resonators.</a> J. Vis. Exp. (78), e50423(2013).</li>
<li>Han, K., Kim, K. H., Kim, J., Lee, W., Liu, J., Fan, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fabrication+and+Testing+of+Microfluidic+Optomechanical+Oscillators%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Vis.+Exp%22%5BJournal%5D)">Fabrication and Testing of Microfluidic Optomechanical Oscillators.</a> J. Vis. Exp. (87), e51497(2014).</li>
<li>Arnold, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microspheres%2C+Photonic+Atoms%2C+and+the+Physics+of+Nothing%5BTitle%5D)+AND+%22American+Scientist%22%5BJournal%5D)">Microspheres, Photonic Atoms, and the Physics of Nothing.</a> American Scientist. 89 (5), 414-421 (2001).</li>
<li>Chiasera, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Spherical+whispering+gallery+mode+microresonators%5BTitle%5D)+AND+%22Laser+Photon.+Rev%22%5BJournal%5D)">Spherical whispering gallery mode microresonators.</a> Laser Photon. Rev. 4 (3), 457-482 (2010).</li>
<li>Helt, L. G., Liscidini, M., Sipe, J. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((How+does+it+scale%3F+Comparing+quantum+and+classical+nonlinear+optical+processes+in+integrated+devices%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Opt.+Soc.+Am.+B%22%5BJournal%5D)">How does it scale? Comparing quantum and classical nonlinear optical processes in integrated devices.</a> J. Opt. Soc. Am. B. 29 (8), 2199-2212 (2012).</li>
<li>Leach, D. H., Chang, R. K., Acker, W. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Stimulated+anti-Stokes+Raman+scattering+in+microdroplets%5BTitle%5D)+AND+%22Opt.+Lett%22%5BJournal%5D)">Stimulated anti-Stokes Raman scattering in microdroplets.</a> Opt. Lett. 17 (6), 387-389 (1992).</li>
<li>Farnesi, D., Cosi, F., Trono, C., Righini, G. C., Nunzi Conti, G., Soria, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Stimulated+Antistokes+Raman+scattering+resonantly+enhanced+in+silica+microspheres%5BTitle%5D)+AND+%22Opt.+Lett%22%5BJournal%5D)">Stimulated Antistokes Raman scattering resonantly enhanced in silica microspheres.</a> Opt. Lett. 39 (20), 5993-5996 (2014).</li>
<li>Qian, S. X., Chang, R. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Multiorder+Stokes+emission+from+micrometer+size+droplets%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Rev.+Lett%22%5BJournal%5D)">Multiorder Stokes emission from micrometer size droplets.</a> Phys. Rev. Lett. 56 (9), 926-929 (1986).</li>
<li>Lin, H. B., Campillo, A. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((CW+nonlinear+optics+in+droplet+microcavities+displaying+enhanced+gain%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Rev.+Lett%22%5BJournal%5D)">CW nonlinear optics in droplet microcavities displaying enhanced gain.</a> Phys. Rev. Lett. 73 (18), 2440-2443 (1994).</li>
<li>Spillane, S. M., Kippenberg, T. J., Vahala, K. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ultralow+threshold+Raman+laser+using+a+spherical+dielectric+microcavity%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Ultralow threshold Raman laser using a spherical dielectric microcavity.</a> Nature. 415 (6872), 621-623 (2002).</li>
<li>Kippenberg, T. J., Spillane, S. M., Vahala, K. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Kerr-Nonlinearity+optical+parametrical+oscillation+in+an+ultrahigh+Q+toroid+microcavity%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Rev.+Lett%22%5BJournal%5D)">Kerr-Nonlinearity optical parametrical oscillation in an ultrahigh Q toroid microcavity.</a> Phys. Rev. Lett. 93 (8), 083904(2004).</li>
<li>Hill, S. C., Leach, D. H., Chang, R. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Third+order+sum+frequency+generation+in+droplets%3A+model+with+numerical+results+for+third-harmonic+generation%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Opt.+Soc.+Am.+B%22%5BJournal%5D)">Third order sum frequency generation in droplets: model with numerical results for third-harmonic generation.</a> J. Opt. Soc. Am. B. 10 (1), 16-33 (1993).</li>
<li>Kozyreff, G., Dominguez Juarez, J. L., Martorell, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Whispering+gallery+mode+phase+matching+for+surface+second+order+nonlinear+optical+processes+in+spherical+microresonators%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Rev.+A%22%5BJournal%5D)">Whispering gallery mode phase matching for surface second order nonlinear optical processes in spherical microresonators.</a> Phys. Rev. A. 77 (4), 043817(2008).</li>
<li>Jouravlev, M. V., Kurizki, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Unified+theory+of+Raman+and+parametric+amplification+in+nonlinear+microspheres%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Rev.+A%22%5BJournal%5D)">Unified theory of Raman and parametric amplification in nonlinear microspheres.</a> Phys. Rev. A. 70 (5), 053804(2004).</li>
<li>Brenci, M., Calzolai, R., Cosi, F., Nunzi Conti, G., Pelli, S., Righini, G. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microspherical+resonators+for+biophotonic+sensors%5BTitle%5D)+AND+%22Proc.+SPIE%22%5BJournal%5D)">Microspherical resonators for biophotonic sensors.</a> Proc. SPIE. 6158, 61580S(2006).</li>
<li>Carmon, T., Yang, L., Vahala, K. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dynamical+thermal+behavior+and+thermal+self-stability+of+microcavities%5BTitle%5D)+AND+%22Opt.+Express%22%5BJournal%5D)">Dynamical thermal behavior and thermal self-stability of microcavities.</a> Opt. Express. 12 (20), 4742-4750 (2004).</li>
<li>Kippenberg, T. J., Spillane, S. M., Min, B., Vahala, K. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Theoretical+and+experimental+study+of+stimulated+and+cascaded+Raman+scattering+in+ultrahigh+Q+optical+microcavities%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Sel.+Quantum+Electron%22%5BJournal%5D)">Theoretical and experimental study of stimulated and cascaded Raman scattering in ultrahigh Q optical microcavities.</a> J. Sel. Quantum Electron. 10 (5), 1219-1228 (2004).</li>
<li>Bloembergen, N., Shen, Y. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Coupling+between+vibrations+and+light+waves+in+Raman+laser+media%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Rev.+Lett%22%5BJournal%5D)">Coupling between vibrations and light waves in Raman laser media.</a> Phys. Rev. Lett. 12 (18), 504-507 (1964).</li>
<li>Gorodestky, M. L., Pryamikov, A. D., Ilchenko, V. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rayleigh+scattering+in+high+Q+microspheres%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Opt.+Soc.+Am.+B%22%5BJournal%5D)">Rayleigh scattering in high Q microspheres.</a> J. Opt. Soc. Am. B. 17 (6), 1051-1057 (2000).</li>
<li>Arnold, S., Ramjit, R., Keng, D., Kolchenko, V., Teraoka, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microparticle+photophysics+illuminates+viral+bio-sensing%5BTitle%5D)+AND+%22Faraday+Discuss%22%5BJournal%5D)">Microparticle photophysics illuminates viral bio-sensing.</a> Faraday Discuss. 137, 65-83 (2008).</li>
<li>Ozdemir, S. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Highly+sensitive+detection+of+nanoparticle+with+a+self+referenced+and+self-heterodyned+whispering+gallery+Raman+microlaser%5BTitle%5D)+AND+%22Proc.+Natl.+Acad.+Sci+USA%22%5BJournal%5D)">Highly sensitive detection of nanoparticle with a self referenced and self-heterodyned whispering gallery Raman microlaser.</a> Proc. Natl. Acad. Sci USA. 11 (37), E3836-E3844 (2014).</li>
</ol>

Los autores declaran que no tienen intereses financieros contrapuestos. D.F. es estudiante de doctorado en la Universidad de Parma.

Las microesferas son osciladores no lineales compactos y eficientes y que son muy fáciles de fabricar y manejar. fibras cónicos se pueden utilizar para el acoplamiento y la extracción de la luz en / desde el resonador. Contraste de resonancia de hasta 95% y factores Q de alrededor de 3 x 10 8 pueden ser obtenidos. La principal limitación de estas técnicas de fabricación es la producción y la integración de masas. Limpieza de las fibras es crítica tanto para microesferas y se estre...

Susurrando resonadores modo de galería (WGMR) muestran dos propiedades únicas de toda la vida, un fotón de longitud y de pequeño volumen modo que permitan la reducción del umbral de los fenómenos no lineales 1-3. Susurrando galería modos son modos ópticos que están limitados en la interfase aire dieléctrica por la reflexión interna total. El volumen pequeño modo es debido a la alta confinamiento espacial mientras que el confinamiento temporal está relacionado con el factor de calidad Q de la cavidad. WGMR puede tener diferentes geometrías y hay diferentes técnicas de fabricación adecuadas para la obtención de altos resonadores Q 4-6 cavidades tensión superficial tales como microesferas de sílice exhiben cerca de rugosidad escala atómica, lo que se traduce en altos factores de calidad. Ambos tipos de confinamiento reducen significativamente el umbral de efectos no lineales debido a la fuerte acumulación de energía dentro de la WGMR. También permite a los continuos óptica no lineal de ondas (CW). WGMR puede ser descrito usando THe números cuánticos n, l, m y su estado de polarización, de una fuerte analogía con el átomo de hidrógeno 7. La simetría esférica permite la separación radial y en las dependencias angulares. La solución radial está dada por las funciones de Bessel, los angulares de los armónicos esféricos 8. Vidrio de sílice es centrosymmetric y, por lo tanto, están prohibidos los fenómenos de segundo orden relacionadas con Χ (2) interacciones. En la superficie de la microesfera, la inversión de la simetría se rompe y Χ (2) se puede observar fenómenos 1. Sin embargo, las condiciones de adaptación de fase para la generación de frecuencia de segundo orden son más problemáticos que el equivalente en tercera generación de la frecuencia de compra, sobre todo porque las longitudes de onda implicadas son bastante diferentes y la función de dispersión pueden ser bastante importante. El segundo interacciones de orden son extremadamente débiles. Las escalas de la energía generada con Q 3, mientras que para un thiPara rd interacción de las escalas de la energía generada con Q 4. 9 Por esta razón, el objetivo de este trabajo es de tercer orden óptica susceptibilidad no lineal Χ (3) interacciones tales como estimulada de Raman Scattering (SRS) y se estimularon Antistokes Raman Scattering (SARS) , siendo el SARS la interacción menos explorado 10,11. Chang 12 y 13 de Campillo fue pionero en el estudio de los fenómenos no lineales utilizando gotas de materiales no lineales como WGMR pero el láser de bombeo se pulsó en lugar de CW. Microesferas de sílice 14,10 y 15 microtoroids instalarán plataformas más estables y robustos en comparación con las microgotas, ganando gran parte de la atención en las últimas décadas. En particular, las microesferas de sílice son muy fáciles de fabricar y manejar. SRS es un proceso ganancia pura que se puede lograr fácilmente en WGMR sílice 14,15, ya que alcanzar un umbral es suficiente. En este caso, el alto circulating de intensidad dentro de la WGMR garantiza Raman de acción láser, pero para oscilaciones paramétricas no es suficiente. En estos casos, las oscilaciones eficientes requieren fase y modo correspondiente, la energía y la ley de conservación del momento y una buena superposición espacial de todos modos resonantes que deben cumplirse 16-18. Este es el caso de SARS y FWM en general.

<table><tbody><tr><td>Fibra óptica</td><td>Corning</td><td>SMF28</td><td></td></tr><tr><td>Decapante de recubrimiento de fibra</td><td>Thorlabs</td><td>T06S13</td><td>Disponible de otros proveedores también</td></tr><tr><td>Cuchilla de fibra</td><td>Fitel</td><td>S325A</td><td>Disponible de otros proveedores también</td></tr><tr><td>Empalmadora de fusión</td><td>Furakawa</td><td>S177A-1R</td><td>Disponible de otros proveedores así como</td></tr><tr><td>Butano y gas oxígeno</td><td>n/a</td><td></td><td>Cualquier proveedor</td></tr><tr><td>Tubo de microscopio</td><td>Navitar</td><td>Zoom 6000</td><td>Modular Kit</td></tr><tr><td>Cámara CCD</td> N<td>/A</td><td>N/A</td><td>cualquier cabrá</td></tr><tr><td>Monitor</td><td>n/a</td><td>N/A</td><td>cualquier monitor es válido</td></tr><tr><td>Etapa de 3 ejes</td><td>PI Instruments, Thorlabs, Melles</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Postes y soportes variados</td><td>Thorlabs</td><td></td><td>Disponible de otros proveedores también</td></tr><tr><td>Control de polarización</td><td>Thorlabs</td><td>FPC030</td><td>Disponible también en otros proveedores</td></tr><tr><td>Atenuador</td><td>Throlabs</td><td>VOA50</td><td></td></tr><tr><td>Fotodiodo</td><td>Thorlabs</td><td>PDA400</td><td>descontinuado, reemplazado por Osciloscopio PDA10CS-EC</td></tr><tr><td></td><td>Tektronix</td><td>DPO7104</td><td></td></tr><tr><td>Analizador de espectro óptico</td><td>Ando</td><td>AQ6317B</td><td></td></tr><tr><td>Amplificador de fibra dopada con erbio</td><td>IPG Fotónica</td><td>EAD-2K-C</td><td></td></tr><tr><td>Láser</td><td>Sintonizable Yenista</td><td>TUNICS</td><td></td></tr></tbody></table>

estimulada stokes y antistokes raman scattering en microesférico whispering gallery mode resonadores

Stimulated Stokes and Antistokes Raman Scattering in Microspherical Whispering Gallery Mode Resonators

microesferas dieléctricos pueden confinar la luz y el sonido durante un espacio de tiempo a través del factor susurrando modos galería de alta calidad (WGM). microesferas de vidrio pueden ser considerados como reserva de energía con una gran variedad de aplicaciones: las fuentes de láser compacto, sensores bioquímicos altamente sensibles y fenómenos no lineales. se da un protocolo para la fabricación tanto de las microesferas y sistema de acoplamiento. Los acopladores descritos aquí son fibras cónicas. Generación eficiente de los fenómenos no lineales relacionados con la susceptibilidad de tercer orden no lineal óptica Χ (3) interacciones en las microesferas de sílice triplemente resonantes se presenta en este documento. Las interacciones aquí reportados son: Estimulada dispersión Raman (SRS), y cuatro procesos de mezcla de ondas que comprenden estimulada anti-Stokes Raman Scattering (SARS). Una prueba de la cavidad fenómeno mejorada está dada por la falta de correlación entre la bomba, de la señal y idler: un modo de resonancia tiene que existir a fin de obtener el parde la señal y la rueda loca. En el caso de oscilaciones hyperparametric (mezcla de cuatro ondas y estimulado anti-Stokes Raman de dispersión), los modos deben cumplir con la conservación de la energía y el momento y, por último pero no menos importante, tener una buena superposición espacial.

Los factores Q de las microesferas fabricadas siguiendo el protocolo descrito anteriormente son en exceso de 10 8 (Figura 5) para diámetros grandes (&gt; 200 m) y más de 10 6 para diámetros pequeños (&lt;50 micras). contraste de resonancia por encima de 95% (cerca de acoplamiento crítico) se puede observar fácilmente. Para altas intensidades de circulación, se pueden observar los siguientes efectos no lineales en la región del infrarrojo: la dispers...

Generación eficiente de los fenómenos no lineales relacionados con la susceptibilidad de tercer orden no lineal óptica Χ (3) interacciones en las microesferas de sílice triplemente resonantes se presenta en este documento. Las interacciones aquí reportados son: Estimulada dispersión Raman (SRS), y cuatro procesos de mezcla de ondas que comprenden estimulada anti-Stokes Raman Scattering (SARS).

Estimulada Stokes y Antistokes Raman Scattering en microesférico Whispering Gallery Mode resonadores

Dielectric microspheres can confine light and sound for a length of time through high quality factor whispering gallery modes (WGM). Glass microspheres ...

El objetivo general de este procedimiento es generar nuevas frecuencias ópticas utilizando resonadores microesféricos de sílice en modo de galería de susurros para aplicaciones ópticas y fotónicas que van desde fuentes láser compactas hasta sensores bioquímicos. En los microresonadores de modo de galería de susurros, la luz puede guiarse con una combinación única de fuerte confinamiento espacial y larga duración del campo en la cavidad. Las bajas pérdidas garantizan factores de calidad elevados.Dichos resonadores son idealmente adecuados para interacciones ópticas no lineales. En particular, las microesferas de sílice muestran un gran potencial como generadores de frecuencia para fuentes continuas, compactas, de ancho de línea estrecho y sintonizables. El interés por utilizar técnicas de fusión para la fabricación de la microesfera eléctrica se basa en que pueden lograrse bajas pérdidas por dispersión y, en consecuencia, factores de calidad muy elevados.Utilizamos una fibra cónica casera para acoplar la luz en las microesferas. El alto rendimiento de acoplamiento y el elevado factor de acumulación en la cavidad pueden inducir efectos no lineales de Kerr con baja potencia de bombeo

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Investigación

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Engineering

Ingeniería

Un sensor de micro de alta sensibilidad fotónica fue desarrollado para la detección de campo eléctrico. El sensor explota los modos ópticos de una esfera dieléctrica. Los cambios en el campo eléctrico externo perturbar la morfología esfera que conduce a cambios en sus modos ópticos. La intensidad de campo eléctrico se mide mediante el control de estos cambios ópticos.

Desarrollo de la Whispering Gallery Mode poliméricos micro-ópticos Sensores de campos eléctricos

Fluorescente-core sensores microcavidad emplean un alto índice de puntos cuánticos de revestimiento en el canal de sílice microcapilares. Los cambios en el índice de refracción del fluido bombeado en la causa canal capilar se desplaza en el espectro de fluorescencia microcavidad que se puede utilizar para analizar el medio de canal.

Síntesis y funcionamiento de los núcleos fluorescentes microcavidades de Percepción refractométrico

Se presentan las técnicas personalizadas desarrolladas en nuestro laboratorio para construir sistemas de la fotónica de microondas basado en ultra-altas galería de los suspiros resonadores modo Q. Los protocolos para la obtención y caracterización de estos resonadores se detallan, y se da una explicación de algunas de sus aplicaciones en fotónica de microondas.

Microondas Fotónica sistemas basados ​​en resonadores-gallery-mode Whispering

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.

Implementación de un interferómetro de referencia para Nanodetection

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

Describimos la construcción de un espectrómetro de (CW-SBS) rápido continuo-agite-estimulado--dispersión de Brillouin. El espectrómetro emplea láseres de diodo de frecuencia única y un vapor atómico-filtro para adquirir espectros de transmisión de muestras turbias/no-turbio con resolución espectral alta en velocidades de hasta 100-fold más rápido que los de los espectrómetros de CW-SBS. Esta mejora permite alta velocidad análisis material de Brillouin.<br...

Espectrómetro de dispersión de Brillouin estimulada onda continua alta velocidad para análisis de materiales

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

En este manuscrito, se describe la implementación de un microscopio de dispersión Raman (SRS) estimulado, obtenido mediante la integración de una configuración experimental SRS con un microscopio de escaneo láser. El microscopio SRS se basa en dos fuentes láser de femtosegundo (fs), un Ti-Sapphire (Ti:Sa) y un oscilador paramétrico óptico sincronizado (OPO).

Implementación de un microscopio no lineal basado en la dispersión estimulada de Raman

Se describen los detalles de la generación y optimización de señales, la medición, la adquisición de datos y el manejo de datos para un espectrómetro Raman de ir cercano a un intervalo de femtosegundos, que se resuelve en el tiempo. Un estudio Raman estimulado por infrarrojos cercanos sobre la dinámica de estado excitado del caroteno en el tolueno se muestra como una aplicación representativa.

Ultrafast Time-resolved Near-IR Stimulated Raman Measurements of Functional - conjugate Systems

Presentamos un protocolo para adquirir imágenes químicas con microscopía de dispersión Raman estimulada por banda ancha (SRS). Basado en un microscopio SRS que opera con detección diferencial de bloqueo multicanal, el protocolo describe la preparación de la muestra, el ajuste del aparato SRS y la quimiometría para desenredar diferentes constituyentes de muestras químicamente heterogéneas.

Imágenes químicas multiplex basadas en microscopía de dispersión Raman estimulada por banda ancha

Aprende a generar nuevas frecuencias ópticas mediante resonadores de microesferas de sílice con modos de galería susurrante. Este método permite estudiar interacciones ópticas no lineales para aplicaciones en fuentes láser compactas y sensores bioquímicos.

Estimulada Stokes y Antistokes Raman Scattering en microesférico Whispering Gallery Mode resonadores

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