Realizzazione di un interferometro di riferimento per Nanodetection

Summary

Una tecnica interferometro di riferimento, che è progettato per rimuovere rumore indesiderabile jitter laser per nanodetection, è utilizzata per sondare un fattore microcavità ultra-alta qualità. Istruzioni per l'assemblaggio, l'installazione e l'acquisizione dei dati sono forniti, accanto al processo di misurazione per specificare il fattore di qualità della cavità.

Abstract

Un interferometro in fibra termicamente e meccanicamente stabilizzato adatto per l'esame di microcavità fattore di altissima qualità è modellato. Dopo aver valutato la sua gamma spettrale libera (FSR), il modulo viene messa in parallelo con un sistema di cono-microcavità fibra e quindi calibrato attraverso isolando ed eliminando spostamenti casuali nella frequenza del laser (cioè laser rumore jitter). Per realizzare la giunzione cono-microcavità e per massimizzare la potenza ottica che viene trasferito al risonatore, un fibra ottica monomodale guida d'onda è tirato. Soluzioni contenenti nanobeads polistirene vengono poi preparati e pilotati alla microcavità per dimostrare la capacità del sistema di percepire legame alla superficie della microcavità. I dati sono post-trasformati tramite curva adattiva montaggio, che consente misurazioni ad alta risoluzione del fattore di qualità, nonché il tracciato di parametri dipendenti dal tempo, come lunghezza d'onda di risonanza e frequenza divisa turni. Con attenzioneispezionare passaggi della risposta nel dominio del tempo e spostando nella risposta nel dominio della frequenza, questo strumento può quantificare eventi di legame discreti.

Introduction

Interesse di ricerca è aumentato in modo significativo l'utilizzo della modalità sussurro-gallery (WGM) microcavità a scopo di nanodetection e biosensori ^1-8. Ciò comporta fattore di altissima qualità (Q) cavità ottiche, che sia in grado di identificare le particelle biologiche minuscole, fino al livello di proteine ​​singolo ^2. Cioè, il monitoraggio cambiamenti di risonanza e frequenza split per la trasmissione con straordinaria sensibilità ^9-11 può essere abilitato mediante confinamento del cavo di energia luminosa all'interno di un piccolo volume modalità. Le variazioni delle proprietà ottiche di un risonatore sono la causa....

Protocol

1. Riferimento Interferometer Edilizia e FSR Misura

1. Costruzione
   1. Creare una scatola acrilica open-top. Tale struttura dovrebbe essere grande abbastanza da contenere comodamente in un 16 x 16 x 16 in scatola di polistirolo.
   2. Realizzare una scaffalatura a 3 stadi per ospitare componenti ottici, che siederanno nella casella acrilico open-top e sarà completamente recintato dalla scatola di polistirolo per l'isolamento termico. Due fori elevate sulla scatola di polistirolo devono essere presenti per consentire le fibre di entrare e uscire l'intero recinto.
   3. Nella fase 3 ^rd: Una fibra di uscita dal accoppiatore direzi....

Results

Dopo aver seguito il protocollo, le tracce possono essere compilati e installati. Figura 3a mostra la tipica struttura di risonanza della microsfera come presentato nel video, per cui la divisione di frequenza si osserva in un mezzo DPBS. Un fit minimi quadrati alla funzione doppio Lorentzian indica che il fattore di qualità delle salse risonanza destra e sinistra sono rispettivamente 2,1 x 10 ⁸ e 3,8 x 10 ⁸ in un ambiente acquoso. Le frequenze ottiche del FWHM sono ottenuti confro.......

Discussion

Questa configurazione attuale è capace di sondare una varietà di microcavità WGM, come pollici, microsfere, e microtoroids, senza richiedere alcun controllo di feedback per la sorgente laser sonda. Un notevole rapporto segnale-rumore (SNR) per il rilevamento può essere ottenuta a causa dei miglioramenti passo spostamento fornite da lunghezza del percorso ed effetti backscattering particelle indotta. Data la semplicità e il basso costo dell'interferometro riferimento stesso, questo metodo è una tecnica efficace per l.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Polistirolo  Microsfere PolyScience
Dulbecco' s Soluzione salina tamponata con fosfato (DPBS)	Life Technologies	14190
Sistema di nanoposizionatore piezoelettrico	Physik Instrumente	P-611.3S
Fotorivelatore bilanciato	Thorlabs	PDB120A
	Newport	1801-FC
Accoppiatore direzionale in fibra ottica da 3 dB	Thorlabs	FC632-50B
10 Accoppiatore direzionale in fibra ottica dB	Thorlabs	FC632-90B
Controllore di polarizzazione drop-in	Fotonica generale	PLC-003-S-25
Generatore di funzioni	Hewlett-Packard	33120A
Giuntatrice a fusione	Ericsson	FSU-925
Oscilloscopio ad alta velocità	Agilent	DS09404A
Stadio di Traslazione Motorizzato con Controller	Thorlabs	MTS25-Z8E
Fibra Ottica Monomodale, 600-800 nm, Ø 125 μ m Cladding	Thorlabs	SM600
Analizzatore di spettro elettrico in tempo reale	Tektronix	RSA3408B
Analizzatore di spettro ottico	Agilent	70951A
632.5 - 637 nm Laser sintonizzabile	New Focus	TLB-6304
Pompa di filtrazione	KNF
Pulitore ad ultrasuoni	Crest Ultrasonics	Powersonic 1100D
Mini Vortexer	VWR	VM-3000
Centrifuga	Beckman Coulter	Microfuge 22R