Realizzazione di un interferometro di riferimento per Nanodetection

L'obiettivo generale di questa procedura è quello di creare un interferometro di riferimento che utilizzi il rilevamento in modalità Whispering Gallery per rilevare particelle con diametri dell'ordine di decine di nanometri per un fattore di qualità ultra elevato. La modalità galleria sussurrante, la micro cavità e il fotone di risonanza circolano al suo interno centinaia di migliaia di volte. Ciò farà sì che le proprietà ottiche cambino notevolmente quando una particella atterra sulla microcavità.

Se il back scattering è sufficientemente forte e la perdita di cavità è sufficientemente bassa, appare sperimentalmente una modalità di para split. Ciò produrrà l'effetto della divisione della frequenza e si verifica l'assorbimento delle particelle. A quel punto avverrà uno spostamento di frequenza.

Il vantaggio principale di questa tecnica di interferometro di riferimento rispetto al sistema esistente, come quelli che tracciano la frequenza di risonanza della cavità attraverso l'osservazione della tensione di scansione, è che questo è in grado di sopprimere il rumore laser e quindi aumentare il segnale di tutta la grandezza. Ora, oltre a questo è facile da costruire ed economico, questo metodo è particolarmente adatto per studiare o sfruttare le proprietà di un'ampia gamma di aree motorie in captive e per la rilevazione di costole di singole molecole come l'influenza, un virus. Per iniziare l'assemblaggio dell'interferometro di riferimento, dirigere una fibra ottica monomodale da 600 a 800 nanometri verso l'ingresso di un accoppiatore direzionale a tre DB.

Una delle fibre di uscita di questo accoppiatore dovrebbe formare una serie di anelli lunghi 16 piedi per aggiungere un ritardo ottico. La fibra di uscita rimanente deve essere fissata a un controller di polarizzazione, che verrà successivamente utilizzato per sintonizzare la trasmissione ottica. Dopo aver collegato queste fibre alle porte di ingresso di un secondo accoppiatore direzionale a tre DB, i segnali di uscita misti fotografici fungeranno quindi da ingressi per un fotorivelatore bilanciato.

Questa rete di componenti ottici può essere alloggiata su una scaffalatura a tre stadi, che si trova in una vasca acrilica racchiusa in una scatola di polistirolo da riempire con il 50% di ghiaccio mescolato con il 50% di ghiaccio tritato ad acqua liquida per motivi di stabilità. Tuttavia, entrambi devono essere posizionati con cura nell'involucro per evitare di danneggiare le fibre ottiche. È quindi possibile incorporare questo all'interno di una configurazione esistente in grado di sondare una micro cavità in modalità galleria sussurrante.

Innanzitutto, assicurarsi che l'uscita del blazer della sonda sia ricevuta dall'accoppiatore direzionale iniziale a tre DB per scansionare linearmente l'alimentazione laser di un segnale da picco a picco a rampa da 100 herz a un volt. L'uscita del fotorilevatore di bilancia dovrebbe quindi diventare sinusoidale. Il passo successivo consiste nel sintonizzare in modo appropriato il controller di polarizzazione in modo da ottimizzare la tensione di picco della forma d'onda sinusoidale.

Per configurare il laser per l'emissione di onde continue, impostare il generatore di forme d'onda in modalità CC e sintonizzarlo in modo che il segnale precedente fluttui intorno allo zero. Monitorando il segnale con un analizzatore di spettro elettrico, è possibile determinare la gamma spettrale libera. Ciò può essere ottenuto trovando la separazione di frequenza tra la frequenza massima a zero e il primo nullo.

Fissare il portafibra allo stadio di traslazione motorizzato. Dopo aver aggiunto i connettori FC A PC a un'estremità di due fibre ottiche, rimuovere il rivestimento tampone dalle estremità esposte con uno sverniciatore per fibre. Puliscili con acetone seguito da isopropanolo.

Poi lascia le sfaccettature finali. Assicurati di smaltire in modo sicuro la fibra in eccesso. Il passo successivo è la diffusione.

Unire queste fibre insieme Dopo la giunzione. Fissare i bordi destro e sinistro del nuovo segmento di fibra a un supporto per fibre in modo che si trovi vicino a un'uscita di gas idrogeno e possa essere visto attraverso un obiettivo per microscopio ottico. Quando l'idrogeno gassoso viene rilasciato, la pressione del canale si stabilizza e la portata diventa di 110 millilitri al minuto.

Accendi l'idrogeno mentre monitori la trasmissione ottica visualizzando il segnale del fotorilevatore su un oscilloscopio in modo lineare. Tirare la fibra utilizzando un software di laboratorio personalizzato. Si dovrebbe notare che la larghezza della fibra diminuisce gradualmente e che l'intensità trasmessa dovrebbe iniziare a oscillare a causa dell'interferenza multimodale.

Una volta che l'intensità trasmessa cessa di variare, smetti di tirare la fibra. Questo segna il punto in cui la rastremazione è abbastanza sottile da supportare una singola modalità di rivestimento. Sganciare il portafibre dal palco di traslazione e fissarlo in prossimità dei PA e dello stadio elettrico che sosterrà la micro cavità.

Durante questa parte della procedura, è necessario indossare una tuta per camera bianca per evitare di contaminare i campioni con particelle estranee. Ciò include copriscarpe, una maschera facciale, occhiali protettivi, una retina per capelli e un paio di guanti in lattice. Dopo aver configurato la tua postazione di lavoro, recupera le microsfere sacre a dispersione monodispersa con raggio di 50 nanometri, che avrebbero dovuto essere conservate a quattro gradi Celsius quando non in uso.

Una volta preparata una soluzione di 10 picomolari di microsfere in soluzione salina tamponata con fosfato ECCO o DPBS, creare una soluzione di DPBS pura in una provetta da centrifuga da un millilitro utilizzando una micropipetta. Quindi, iniettare 900 microlitri di DPBS in altri due tubi. Tenere presente che è necessario utilizzare puntali per pipette separati per miscele diverse.

Per preparare le soluzioni diluite di un pico molare e 100 femtomolari di microsfere in DPBS, estrarre 100 microlitri dalla soluzione originale di 10 pico molari e dispensarli in una delle provette contenenti 900 microlitri di DPBS. Agitare brevemente, mescolare il contenuto, quindi rimuovere 100 microlitri dalla soluzione di un pico molare e ripetere il passaggio precedente per i restanti due. Successivamente, aprire i coperchi della centrifuga.

Posiziona le soluzioni al suo interno, assicurandoti che le posizioni siano sfalsate ai fini del bilanciamento. Chiudere i coperchi e avviare un ciclo di centrifuga di 30 minuti Al termine, aprire i coperchi e rimuovere con cautela le soluzioni. Fissare i tubi all'interno di una camera di essiccazione.

Svitare leggermente i tappi ed evacuare la camera per degassare le miscele, immergere parzialmente l'essiccato nel bagno di un sonicato e bombardare le soluzioni con onde ultrasoniche per 30 minuti. Successivamente, rimuovere la camera dalla vasca. Rimuoverlo, rimuoverlo, rimuoverlo, riempirlo d'aria e raccogliere le soluzioni.

Ricordarsi di avvitare i tappi chiusi sulle provette da centrifuga. I prossimi passi si concentreranno sulla costruzione di un sistema di erogazione dei fluidi. Una volta costruito un supporto, tagliare un segmento di tubulo microfluidico leggermente più lungo di un piede.

Inserire una punta della siringa su un'estremità e collegarla al raccordo di blocco della legatura di un gruppo di bottino a botte. Quindi avvitare due punte di siringa su entrambe le estremità di un selvatico. Inserire una di queste punte della siringa all'estremità esposta del tubulo microfluidico e fissarla al supporto di supporto.

Il sistema microfluidico direttamente dietro il campione deve ridurre al minimo le fuoriuscite. Rifocalizzare l'obiettivo del microscopio verticale per acquisire un'immagine nitida della conicità delle fibre. Ripetere l'operazione per l'obiettivo del microscopio orizzontale.

È quindi possibile montare il campione sul posizionatore nano e spostarlo verso il centro del cono della fibra. In questo caso, viene utilizzata la microsfera di silice O. Quindi, scansionare la lunghezza d'onda del laser in modo da ottenere un calo di risonanza appropriato sull'oscilloscopio.

Una volta valutato il fattore di qualità della micro cavità, allontanare con cautela la sua conicità di fibre dalla struttura. Se la conicità della fibra è abbastanza vicina alla microcavità, le forze di Vander Wall le attireranno insieme in modo che entrino in contatto l'una con l'altra. Questo probabilmente produrrà un accoppiamento eccessivo, che puoi correggere separando le strutture Ancora una volta, carica una pipetta pastello con acqua e aggiungi gocce dietro la micro cavità in modo che il mezzo dielettrico circostante diventi questo liquido.

A questo punto è possibile inviare le soluzioni al campione. Ora che il sistema di interferometria di riferimento è stato configurato, configurare le impostazioni di attivazione dell'oscilloscopio ed eseguire il software fatto in casa per raccogliere le tracce. È quindi possibile acquisire curve di risonanza per la soluzione tampone, che dovrebbe al massimo mostrare la divisione della frequenza al prossimo record, curve di resus per le soluzioni di nanoparticelle dalla concentrazione più bassa a quella più alta.

In questo caso, è necessario prevedere variazioni di frequenza medie e suddivise che corrispondono a eventi di associazione. I dati di traccia possono essere elaborati con l'aiuto di script MATLAB e in questo particolare esempio, il fattore di qualità può essere recuperato confrontando la struttura di risonanza nel sottografico superiore con il segnale dell'interferometro. Nel sottografico inferiore, il fattore di qualità di questa particolare corsa è di circa 200 milioni per l'immersione nella soluzione tampone.

Inoltre, gli spettrogrammi prima della calibrazione, gli spettrogrammi dopo la calibrazione e le forme d'onda del rumore di fondo possono essere generati dopo aver costruito gli informatori di riferimento attraverso questa procedura. A questo punto, dovresti avere una buona comprensione di come funziona questa varietà di assistenza ai residenti e come accoppiarli nel tuo sistema. Inoltre, dovresti avere una buona comprensione di come eseguire rilevamenti autoreferenziali attraverso le cavità della modalità di errore sussurrante.