Le eccitazioni optomeccaniche parametriche sono state recentemente dimostrate sperimentalmente in risonatori optomeccanici microfluidici per mezzo della pressione di radiazione ottica e dello scattering di Brillouin stimolato. Questo articolo descrive la fabbricazione di questi risonatori microfluidici insieme alle metodologie per la generazione e la verifica delle oscillazioni optomeccaniche.
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Articolo metodologico
Fabbricazione e la sperimentazione di microfluidici optomechanical Oscillatori
In questo articolo
Sommario
Abstract
Cavità OptoMeccanica esperimenti che parametrico coppia i modi fononi e le modalità di fotoni sono state studiate in diversi sistemi ottici, tra cui Microrisonatori. Esperimenti optomechanical Tuttavia, a causa delle maggiori perdite radiative acustici durante immersione in liquido diretto di dispositivi optomechanical, quasi tutti pubblicati sono stati eseguiti in fase solida. Questo articolo discute una cavità microfluidica optomechanical risonatore recentemente introdotto. Metodologia dettagliata è fornita per fabbricare questi risonatori microfluidica ultra-high-Q, eseguire test optomeccanico, e misurare la radiazione modalità di respirazione guidata pressione e SBS-driven modalità Whispering Gallery vibrazioni parametrici. Limitando i liquidi all'interno del risonatore capillare, elevati fattori di meccanica e ottica di qualità sono contemporaneamente mantenute.
Introduzione
OptoMeccanica cavità studia l'accoppiamento parametrico tra i modi fononi e modalità di fotoni in Microrisonatori mediante pressione di radiazione (RP) 1-3 e stimolate scattering di Brillouin (SBS) 4-6. SBS e meccanismi RP sono state dimostrate in molti sistemi ottici differenti, come fibre 7, microsfere 4,6,8, toroidi 1,9, e risonatori cristallini 5,10. Attraverso questo accoppiamento fotone-fonone, sia per il raffreddamento 11 e l'eccitazione 6,10 di modalità di meccanici sono stati dimostrati. Tuttavia, quasi tutti segnalati OptoMeccanica esperimenti con fasi solide del....
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Protocollo
1. Fabbricazione di ultra-high-Q microfluidici Resonators
- Preparazione del capillare installazione di fabbricazione
- Realizzare la optomechanical risonatore microfluidica nel seguente modo -. Scaldare una preforma capillare di vetro con circa 10 W di radiazione laser CO 2 a 10.6 micron di lunghezza d'onda, ed estrarre il capillare riscaldata linearmente utilizzando fasi di traduzione motorizzati Figura 1 mostra la disposizione della traslazione lineare stadi, i laser, e la posizione della preforma capillare prima del processo tirare.
- Programma di software di automazione adatto per controllare simultaneament....
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Risultati
I capillari prodotte con questo metodo sono sottili (tra 30 micron e 200 micron), chiaro e molto flessibile, ma sono sufficientemente robusto per manipolazione diretta. È importante proteggere la superficie esterna del dispositivo capillare da polvere e acqua (umidità) al fine di mantenere un alto fattore di qualità ottica (Q). Immergendo un'estremità del capillare in acqua e soffiando aria attraverso il capillare mediante una siringa, si può verificare se il capillare è attraverso o se è stata isolata durante la fa.......
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Discussione
Abbiamo fabbricato e testato un nuovo dispositivo che fa da ponte tra OptoMeccanica cavità e microfluidica impiegando high-Q risonanze ottiche di emozionare (e interrogare) vibrazioni meccaniche. E 'sorprendente che molteplici meccanismi di eccitazione sono disponibili nella stessa periferica, che generano una varietà di modi vibrazionali meccaniche a tassi abbracciano 2 MHz a 11,300 MHz. Pressione di radiazione centrifuga supporta entrambe le modalità bicchiere di vino e le modalità di respirazione nella campata 2-.......
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Dichiarazioni
Non abbiamo nulla da rivelare.
Ringraziamenti
Questo lavoro è stato finanziato da Startup funding dell'Università dell'Illinois a Urbana-Champaign, dal programma DARPA ORCHID attraverso una sovvenzione di AFOSR, dalla National Science Foundation attraverso la sovvenzione CMMI-1265164 e dal programma National Science Foundation Graduate Research Fellowship. Riconosciamo le discussioni illuminanti con il Prof. Jack Harris, il Prof. Pierre Meystre, il Dr. Matt Eichenfield, il Prof. Taher Saif e il Prof. Rashid Bashir.
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Materiali
| Nome | Azienda | Numero di catalogo | Commenti |
|---|---|---|---|
| Laser IR sintonizzabile | Newfocus | TLB-6328 | |
| Fotorivelatori | Newfocus | 1811-FC (Bassa velocità 125MHz) / 1611-FC-AC (Alta velocità 1GHz) | |
| Fibra ottica | Corning | SMF28 | |
| Capillare in silice | PolyMicro | TSP700850 | |
| lunghezza d'onda di 10,6 um CO2 laser | Synrad | 48-1KWM e 48-2KWM | |
| Adesivo ottico a polimerizzazione UV | Thorlabs | NOA81 | |
| Tubing | Tygon | EW-06418-01 | |
| Siringhe | B-D | YO-07940-12 | |
| Aghi | Weller | KDS201P | |
| Analizzatore di spettro elettrico | Agilent Technologies | N9010A (Analizzatore di segnale EXA) | |
| Analizzatore di spettro elettrico | Tektronix | 6114A (RSA, Analizzatore di spettro in tempo reale) | |
| Analizzatore di spettro ottico | Advantest | Q8384 | |
| Oscilloscopio | Tektronix | DPO 4104B-L | |
| Specchi d'oro | II-VI Infrarossi | 836627 | |
| Stadio lineare (lento) | DryLin | H1W1150 | |
| Stadio lineare (veloce) | PBC Lineare | MTB055D-0902-14F12 | |
| Analizzatore di spettro ottico Fabry Perot | Thorlabs | SA 200-14A (FSR: 1,5 GHz) |
Riferimenti
- 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).
- Rokhsari, H., Kippenberg, T., Carmon, T., Vahala, K. J.
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Ristampe e permessi
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