Progettazione e fabbricazione di una fibra ottica fatta di acqua

Questo metodo descrive la creazione di un ponte d'acqua e la sua azionamento come una fibra d'acqua. La fibra d'acqua non ha materiale torbido e galleggia liberamente nell'aria. Il significato della fibra d'acqua è che co-confina le onde capillari ed elettromagnetiche e quindi apre un nuovo parco giochi per la ricerca nelle interazioni tra dispositivi di pozzi leggeri e liquidi.

Ottenere due piastre PMMA per realizzare i serbatoi. Tagliare ogni piastra alla stessa dimensione e praticare cavità su un lato di ciascuna in modelli triangolari. Le cavità dovrebbero avere un diametro di sette millimetri e otto millimetri di profondità.

Collare i magneti del connettore in tutte le cavità di ogni piastra. Al termine, capovolti le piastre in modo che i magneti siano sul fondo. Creare quindi un morsetto pipetta per ogni piastra.

Per un morsetto, tagliare un pezzo di PMMA e incollare due magneti per abbinare i magneti di un serbatoio. Creare un connettore elettrico per ogni piastra avvolgendo i magneti in un foglio metallico. Pulire accuratamente tutte le aree e i connettori su ogni serbatoio con alcool e acqua deionizzata.

Asciugare le superfici con azoto. Coprire i serbatoi d'acqua e tutti i morsetti con nastro PTFE per evitare perdite. Ora, monta un serbatoio su un micro-posizionamento a cinque gradi di libertà.

Per l'imaging, posizionare i due serbatoi al microscopio ottico con un obiettivo di campo lontano. Dietro ogni serbatoio, impostare morsetti in fibra ottica su fasi di traslazione lineare. Ottieni fibra monolodale per fabbricare l'accoppiatore affusolato.

Inoltre, ottenere la micropipetta scelta per l'esperimento. Utilizzare una spogliarellista in fibra per esporre da 10 a 15 millimetri della fibra nuda. Dopo aver pulito l'estremità spogliata della fibra, infilarla attraverso la micropipetta.

Quindi, porta la fibra in una stazione di tapering. Disporre per estrarre il segmento di fibra da entrambi i lati a sei centesimi di millimetro al secondo. Durante la trazione, utilizzare una fiamma a idrogeno per assotticcare la fibra al di sotto dei criteri a modalità singola.

Spegnere la fiamma, quindi aumentare attentamente la tensione nella fibra fino a rompersi nel punto più sottile. La pendenza per l'uso come accoppiatore ottico dovrebbe essere inferiore a uno su 20. Ora, passare alla fabbricazione dell'accoppiatore di lenti in fibra.

Ciò richiede 1.550 animetri fibra mono modalità con punta esposta insieme a una seconda micropipetta scelta per l'esperimento. Passare la punta della fibra pulita attraverso la micropipetta. Quindi, portare la fibra in uno splicer di fusione elettrica e posizionare la punta esposta all'interno.

Riscaldare la punta fino a quando l'estremità della fibra di vetro diventa liquida. Fermati dopo che il vetro diventa liquido e forma una forma arrotondata, la lente in fibra di vetro. A questo punto, assemblare gli elementi dell'apparato.

Inizia con il serbatoio nella fase di posizionamento. Posizionare la micropipetta con la fibra da 1.550 animeter in modo che un'estremità si trova nella regione del serbatoio. Fissarlo con il morsetto PMMA.

Assicurarsi che l'obiettivo in fibra di vetro sia al microscopio. Avere l'altra estremità della fibra accoppiata a un misuratore di potenza e bloccata a uno stadio di traslazione lineare. Sull'altro serbatoio, bloccare la micropipetta e la fibra affusolata in posizione con l'estremità affusolata al microscopio.

Anche l'altra estremità dovrebbe essere bloccata in uno stadio di traslazione lineare e accoppiata a un laser ad onda continua da 780 nanometri. Ora, riempi i serbatoi di acqua deionizzata. Ogni serbatoio può contenere da 100 a 300 microlitri.

Assicurarsi che non vi siano bolle in nessuna delle micropipette. Regolare il micro posizionatore per stabilire un contatto fluido tra le micropipette. Questa immagine fornisce un esempio di contatto fluidico.

Continuare una volta confermato il contatto. Regolare ulteriormente le fibre e il micro posizionatore per ottenere la trasmissione della luce laser. Fallo inserendo gli accoppiatori di fibre nella fibra d'acqua.

Allineare il sistema non è così semplice come sembra. La fibra d'acqua e gli accoppiatori non sono attratti l'uno dall'altro. Per ottenere una buona trasmissione, è necessario spingere gli accoppiatori con forza nella fibra d'acqua.

Per i collegamenti elettrici, posizionare i connettori magnetici su ogni serbatoio. Dovrebbero essere fissati magneticamente e il loro foglio dovrebbe avere morsetti di coccodrillo in posizione. Utilizzare cavi elettrici per collegare i morsetti ai terminali di una sorgente ad alta tensione.

Una volta che tutto è pronto, aumenta lentamente la tensione. Regolare lo stadio di micro posizionamento per aumentare lentamente la distanza tra le micropipette. Quindi, prendere una misurazione della potenza per determinare l'efficienza di accoppiamento, quindi scollegare il misuratore di potenza.

Al suo posto, collegare un ricevitore fotografico all'accoppiatore in fibra di uscita. Visualizzare l'output del ricevitore fotografico su un oscilloscopio. Misurazioni record della traccia di tempo della luce trasmessa che rappresenta le oscillazioni capillari della fibra d'acqua.

Utilizzare la configurazione del microscopio a vista superiore per caratterizzare la geometria della fibra d'acqua. Le fibre prodotte con questo metodo possono essere lunghe fino a un millimetro con un diametro di circa 40 micrometri. Possono anche avere una lunghezza di circa 50 micrometri con un diametro di circa 1,5 micrometri.

Questa misurazione fluorescente del colorante conferma la trasmissione della luce attraverso il volume della fibra d'acqua. Un'altra misurazione dimostra lo scattering superficiale dovuto alle onde capillari al limite della fase liquida della fibra d'acqua. Le implicazioni di questa tecnica si estendono verso rivelatori multi onda.

I rivelatori di corrente utilizzano un tipo di onda. La fibra d'acqua ospita tre diversi tipi di onde, capillari, acustiche e ottiche, che possono scambiare energia e interrogarsi a vicenda. Durante il tentativo di questa procedura, è importante ricordare di prestare molta attenzione alla fabbricazione degli accoppiatori ottici.

Inoltre, l'esecuzione dell'esperimento comporta il rischio di rompere o danneggiare gli accoppiatori di fibre affusolata, meccanicamente o attraverso un arco elettrico. Generalmente, gli individui nuovi a questo metodo avranno difficoltà perché l'alta resistività dell'acqua elettrica è cruciale per questo esperimento. Anche piccole quantità di ioni nel liquido causeranno il collasso del ponte d'acqua.

Non dimenticare che lavorare con alte tensioni e luce laser ad alta potenza può essere estremamente pericoloso e le precauzioni, come una corretta messa a terra elettrica e protezione degli occhi, dovrebbero sempre essere prese durante l'esecuzione di questa procedura.