אנו מציגים פרוטוקול עבור בודה חללים גבישים פוטוניים 1-D על סיבי סיליקה בקוטר subwavelength (nanofibers אופטי) באמצעות אבלציה לייזר המושרה femtosecond.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
המצאה של 1-D פוטוניים Crystal חלל על nanofiber שימוש Femtosecond אבלציה לייזר המושרה
במאמר זה
סיכום
תקציר
אנו מציגים פרוטוקול עבור בודה 1-D פוטוניים קריסטל (PHC) חללים על סיבים אופטיים מחודדות בקוטר subwavelength, nanofibers אופטי, באמצעות אבלציה לייזר המושרה femtosecond. אנו מראים כי אלפי מכתשי ננו תקופתי מיוצרים על nanofiber אופטי על ידי הקרנת רק עם דופק לייזר femtosecond יחיד. עבור מדגם טיפוסי, מכתשים-ננו תקופתיים עם תקופה של 350 ננומטר עם קוטר משתנה בהדרגה מ 50 - 250 ננומטר לאורך של 1 מ"מ מיוצרים על nanofiber עם קוטר כ -450 - 550 ננומטר. היבט מרכזי של nanofabrication כזו היא כי nanofiber עצמו פועל כעדשה גלילי וממקדת קרן לייזר femtosecond על משטח הצל שלה. יתר על כן, ייצור יחיד ירה עושה את זה חסין מפני אי יציבות מכאנית ופגמי ייצור אחרים. ננו-מכתשים תקופתיים על nanofiber, לשמש PHC 1-D ולאפשר השתקפות חזקה בפס רחב תוך שמירה על השידור הגבוה מתוך stopband. כמו כן, אנו מציגים שיטה לשלוט הפרופיל של מערך ננו-המכתש לפברק apodized ו-induced פגמו חללי PHC על nanofiber. הכליאה החזקה של השדה, הן רוחבית אורך ורוחב, בתוך חללי PHC מבוסס nanofiber ואת האינטגרציה היעילה לרשתות הסיבים, עשויה לפתוח אפשרויות חדשות עבור יישומי nanophotonic ומדע מידע קוונטי.
מבוא
כליאה חזקה של אור במכשירי nanophotonic פתחה אופקים חדשים במדע אופטי. טכנולוגיות nanofabrication מודרניות אפשרו ייצור של 1-D ו 2-D פוטוניים קריסטל (PHC) חורים בתור לקוחות פוטנציאליים חדשים ב lasing 1, חישת 2 ויישומי מיתוג אופטיים 3. יתר על כן, אינטראקציה אור-משנה חזקה חללים PHC אלה פתחה אפיקים חדשים למדע מידע קוונטי 4. מלבד עששת PHC, nanocavities plasmonic הראה גם 5 תחזיות מבטיחות, 6, 7. עם זאת, התממשקות חללים כאלה לרשת תקשורת מבוססת סיבים עד....
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
פרוטוקול
זהירות: יש להרכיב משקפי בטיחות בהחלט להימנע מחשיפה ישירה מנורת UV וכל הלייזרים כולל ליזר femtosecond. תלבש חליפה חדר נקי וכפפות כדי למנוע זיהום. השלך כל זבל סיבים כראוי בתיבת האשפה המיועדת.
1. הכנת nanofiber
- השתמש חשפנית ציפוי סיבים להפשיט את הז'קט הפולימר של הסיב האופטי במצב היחיד למשך פרק 5 מ"מ בשני מקומות מופרדים 200 מ"מ. נקה את שני החלקים הפשיטו מכנית באמצעות cleanroom לנגב טבול מתנול. טובל את הסיב בין שני החלקים האלה הפשיטו אצטון. חכה במשך 10 - 15 דקות עד ז'....
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
תוצאות
תרשים 2 מציג את תמונת SEM של קטע אופייני של מדגם nanofiber המפוברק. זה מראה כי מכתשי ננו תקופתיים נוצרים בצד הצל של nanofiber, עם מחזוריות של 350 ננומטר המתאים היטב את תבנית ההתאבכות. ההבלעה מציגה את התצוגה המוגדלת של המדגם. הצורה-מכתשי ננו היא כמעט מעגלית בקוטר של מכתש-ננו טיפוסי הוא סביב 210 ננומטר.
איור 3 א מציג.......
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
דיון
ההשפעה של עידוש nanofiber ממלאת תפקיד חשוב טכניקת הייצור, ובכך ליצור מכתשי ננו על פני השטח בצל nanofiber (שמוצג באיור 2). ההשפעה של עידוש nanofiber גם הופכת את תהליך הייצור חזק כדי אי יציבות מכאנית בכל בכיוון הרוחבי (ציר Y). יתר על כן, בשל הקרנה חד נורה, הוא אי היציבות לאורך צירים האחרים אינה משפיעה על הייצור כזמן ההקרנה הוא רק 120 fs (רוחב הדופק כלומר). כתוצאה מכך, ננו מזומנות מחזוריות מוגדרים היטב מיוצרת על פני כמה אלף תקופות, בלי לקחת שום טיפול מיוחד כ.......
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
גילויים
למחברים אין מה לחשוף.
תודות
עבודה זו נתמכה על ידי סוכנות המדע והטכנולוגיה היפנית (JST) באמצעות תוכנית החדשנות האסטרטגית. KPN מכירה בתמיכה ממענק סיוע למחקר מדעי (מענק מס' 15H05462) מהאגודה היפנית לקידום המדע (JSPS).
....הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
חומרים
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| Femtosecond לייזר | קוהרנטי בע"מ | Libra HE | |
| Phase Mask | Ibsen Photonics | בהתאמה | |
| אופטי ננו-סיבים ייצור ציוד | Ishihara Sangyo | ONME | |
| כרטיס ADC | PicoTech | ADC-24 | |
| סיבים במצב יחיד | Fujikura | FutureGuide-SM | |
| מקור פס רחב | NKT Photonics | SuperK EXTREME | |
| CW לייזר מתכוונן | קוהרנטי בע"מ | MBR-110 | |
| (ספקטרום שידור) | Thermo Fisher Scientific | Nicolet 8700 | |
| (ספקטרום השתקפות) | אופטיקה של האוקיינוס | QE65000 | |
| מצלמת CCD | Thorlabs | מד כוח DCC1545M | |
| Thorlabs | D3MM | ||
| Pt-Coater | מכשיר ואקום בע"מ | MSP-1S | |
| סריקת מיקרוסקופ אלקטרונים | Keyence | VE-9800 | |
| אפוקסי ניתן לריפוי UV | NTT-AT | AT8105 | |
| Photodiode | ThorLabs | PDA 36A-EC | |
| ניגוב חדר נקי | TExWipe | TX-404 | |
| מסיר ציפוי סיבים | NTT-AT | ציפורני סיבים 250 μ מ | |
| כיסוי זכוכית | Matsunami זכוכית IND, LTD | NEO מיקרו כיסוי זכוכית 0.12-0.17 מ"מ | |
| PZT | NOLIAC | NAC 2011-H20 | |
| שלב עדשה גלילית | NewPort | M-481-A | |
| Y,Z שלבים | צ'ואו דיוק תעשייתי ושות', בע"מ | LD-149-C7 | |
| שלב סיבוב | SIGMA KOKI | KSPB-1026MH | |
| Z-stage(1), Z-stage(2) | NewPort | M-460P |
מקורות
- Painter, O. J., et al. Two-Dimensional Photonic Band-Gap Defect Mode Laser. Science. 284, 1819-1821 (1999).
- Loncar, M., Scherer, A., Qiu, Y. Photonic crystal laser sources for chemical detection. Appl. Phys. Lett. 82, 4648(2003).
- Tanabe, T., Notomi, M., Mitsugi, S., Shinya, A., Kuramochi, E.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הדפסות חוזרות והרשאות
