מאמר שיטה

ייצור ובדיקה של מתנדים optomechanical Microfluidic

11.8K צפיות

DOI:

10.3791/51497

29 במאי 2014

במאמר זה

סיכום

עירורים אופטו-מכניים פרמטריים הודגמו לאחרונה בניסוי בתהודה אופטומכנית מיקרופלואידית באמצעות לחץ קרינה אופטי ופיזור ברילואין מגורה. מאמר זה מתאר את הייצור של מהודים מיקרופלואידיים אלה יחד עם מתודולוגיות ליצירה ואימות של תנודות אופטומכניות.

תקציר

חלל optomechanics ניסויים שפרמטרית כמה מצבי פונון ומצבי פוטון נחקרו במערכות אופטיות שונות, כולל microresonators. ניסויי optomechanical עם זאת, בשל הפסדי קרינה אקוסטית המוגבר במהלך טבילה נוזלית ישירה של מכשירי optomechanical, כמעט כל שפורסמו בוצעו בשלב מוצק. מאמר זה דן במהוד optomechanical microfluidic הציג לאחרונה חלול. המתודולוגיה מפורטת מסופקת לפברק תהודה microfluidic אלה גבוהים במיוחד-Q, לבצע בדיקות optomechanical, ולמדוד את מצב קרינת לחץ מונע נשימה ורעידות פרמטרית מצב גלריית לחישות מונעות-SBS. ידי כליאת נוזלים בתוך מהוד הנימים, גורמים מכאנית ואופטית באיכות גבוהה נשמרים בו זמנית.

מבוא

optomechanics החלל חוקר את הצימוד פרמטרית בין מצבי פונון ומצבי פוטון בmicroresonators באמצעות לחץ קרינה (RP) 1-3 ומגורה פיזור ברילואן (SBS) 4-6. SBS ומנגנוני RP הוכחו במערכות רבות ושונות אופטיות, כגון סיבים 7, זעירים מ4,6,8, כעכים 1,9, ותהודת גבישי 5,10. באמצעות צימוד הפוטון-פונון זה, שני קירור 11 והעירור 6,10 של מצבים מכאניים הוכח. עם זאת, כמעט כולם דיווחו על optomechanics ניסויים עם שלבים מוצקים של חומר. סיבה לכך הוא טבילה נוזלית ישירה של תוצאות מכשירי optomechanical באובדן אקוסטי קרינה גדל מאוד בגלל העכבה גבוהה יותר של נוזלים לעומת נגד או....

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

פרוטוקול

1. המצאה של מהודי Microfluidic Ultra-High-Q

  1. הכנת תוכנית ההתקנה של ייצור נימים
    1. לפברק מהוד optomechanical microfluidic באופן הבא -. מחממים preform נימי זכוכית עם כ 10 W של קרינת לייזר CO 2 באורך גל 10.6 מיקרון, ולצייר את הנימים מחוממות באופן ליניארי שימוש בשלבי תרגום ממונעים איור 1 מציג את הסידור של התרגום ליניארי שלבים, הלייזרים, ואת המיקום של preform הנימים לפני התהליך מושך.
    2. ....

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

תוצאות

נימי הדם המיוצרים על ידי שיטה זו הן דקות (בין 30 מיקרומטר ו200 מיקרומטר), ברורות, ומאוד גמישים, אבל הם מספיק חזקים לטיפול ישיר. זה חשוב כדי להגן על פני השטח החיצוניים של מכשיר הנימים נגד אבק ומים (לחות) על מנת לשמור על גורם איכות אופטית גבוה (Q). על ידי טבילת קצה אחד של הנימים במים ונשיפת אוויר בנימים באמצעות מזרק, זה יכול להיות מאומת אם הנימים היא באמצעות או אם נאטם במהלך הייצור בשל התחממות יתר.

לייזר מתכונן יכו.......

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

דיון

יש לנו מפוברק ונבדקו מכשיר חדש שמגשר בין optomechanics החלל ומיקרופלואידיקה ידי העסקת תהודות אופטיות גבוה ש לרגש (ולחקור) רעידות מכאניות. אין זה מפתיע כי מנגנוני עירור מרובים זמינים באותו המכשיר, אשר יוצרים מגוון רחב של מצבי רטט מכאניים בשיעורים פורש 2 MHz ל11,300 MHz. לחץ קרינת צנטריפוגלי תומך בשני מצבי כוס יין ומצבי נשימה בתוחלת 2-200 MHz, קדימה מגורה פיזור ברילואן מאפשר מצבי גלריית לחישות מכאניות בטווח MHz 50-1,500, ולבסוף, פיזור ברילואן מגורה אחורה מרגש את מצבי גלריית לחישות מ.......

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

גילויים

אין לנו מה לחשוף.

תודות

עבודה זו מומנה על ידי מימון סטארט-אפ מאוניברסיטת אילינוי באורבנה-שמפיין, תוכנית DARPA ORCHID באמצעות מענק מ-AFOSR, הקרן הלאומית למדע באמצעות מענק CMMI-1265164, ותוכנית מלגות המחקר לתארים מתקדמים של הקרן הלאומית למדע. אנו מודים לדיונים מאירי עיניים עם פרופ' ג'ק האריס, פרופ' פייר מייסטר, ד"ר מאט אייכנפילד, פרופ' טאהר סייף ופרופ' ראשיד בשיר.

....

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

חומרים

רשימת החומרים שנעשה בהם שימוש במאמר זה
שםחברהמספר קטלוגהערות
לייזר IR מתכוונןNewfocusTLB-6328
PhotodetectorsNewfocus1811-FC (מהירות נמוכה 125MHz) / 1611-FC-AC (מהירות גבוהה 1GHz)
סיבים אופטייםCorningSMF28
נימי סיליקהPolyMicroTSP700850
אורך גל CO2 לייזרSynrad48-1KWM ו-48-2KWM
דבק אופטי לריפוי UVThorlabsNOA81
צינורותTygonEW-06418-01
מזרקיםB-DYO-07940-12
מחטיםמנתח ספקטרום חשמלי WellerKDS201P
Agilent TechnologiesN9010A (מנתח אותות EXA)
מנתח ספקטרום חשמליTektronix6114A (RSA, מנתח ספקטרום בזמן אמת)
מנתח ספקטרום אופטיAdvantestQ8384
אוסילוסקופTektronixDPO 4104B-L
מראות זהבII-VI אינפרא אדום836627
שלב ליניארי (איטי)DryLinH1W1150
שלב ליניארי (מהיר)PBC ליניאריMTB055D-0902-14F12
מנתח ספקטרום אופטי Fabry PerotThorlabsSA 200-14A (FSR: 1.5 GHz)

מקורות

  1. Carmon, T., Rokhsari, H., Yang, L., Kippenberg, T., Vahala, K. Temporal Behavior of Radiation-Pressure-Induced Vibrations of an Optical Microcavity Phonon Mode. Physical Review Letters. 94 (22), (2005).
  2. Rokhsari, H., Kippenberg, T., Carmon, T., Vahala, K. J.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

הדפסות חוזרות והרשאות

בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה

בקש הרשאה

תגיות

CO2Evanescent CouplingWhispering Gallery Modes

מאמרים קשורים