水の光ファイバーの設計と製作

この方法は、水橋の作成とその作動を水繊維として記述する。水繊維は、濁った材料を持っていない、空気中に自由に浮かんでいます。水繊維の意義は、毛細管と電磁波を共同閉じ込め、光と液体の井戸装置の相互作用の研究のための新しい遊び場を開くことである。

貯留槽を作るために2つのPMMAプレートを得る。各プレートを同じサイズにカットし、各側面のキャビティを三角形のパターンでドリルします。空洞は直径7ミリメートル、深さ8ミリメートルでなければなりません。

各プレートのすべてのキャビティにコネクタ磁石を接着します。終わったら、磁石が底にあるようにプレートをひっくり返します。次に、各プレートにピペットクランプを作成します。

クランプの場合は、PMMAを切り、2つの磁石を接着剤でリザーバの磁石に合わせて接着します。金属箔で磁石を包んで、各プレートの電気コネクタを作ります。各貯水池のすべての領域とコネクタをアルコールと脱イオン水で徹底的に清掃します。

表面を窒素で吹き飛ばします。水漏れを避けるために、貯水槽とすべてのクランプをPTFEテープで覆います。今、5自由度のマイクロ位置決め段階に1つの貯水池を取り付ける。

イメージングの場合、遠視野の目的を持つ光学顕微鏡の下に2つの貯水池を配置します。各リザーバの後ろに、直線的な変換段階に光ファイバクランプを設置します。テーパードカプラーを製造するためのシングルモードファイバを取得します。

さらに、実験のために選ばれたマイクロピペットを手に入れよう。10~15ミリメートルのベアファイバーを露出させるために、ファイバーストリッパーを使用してください。繊維の剥がされた端を洗浄した後、マイクロピペットを通してそれを通す。

次に、繊維をテーパリングステーションに持って行きます。毎秒600分の1ミリメートルで両側からファイバーセグメントを引っ張るように配置します。引っ張りながら、水素炎を使用して、単一モードの基準以下の繊維をテーパーします。

炎を消し、繊維の緊張を慎重に増やし、最も薄い場所で壊れるまで。光学カプラーとして使用するための傾斜角は、20以上の1よりも小さくする必要があります。さて、繊維レンズカプラの製作に目を向けます。

これには、実験のために選択された2番目のマイクロピペットと一緒に露出した先端を備えた1,550アニメーターシングルモードファイバーが必要です。洗浄したファイバーチップをマイクロピペットに通します。次に、繊維を電気融着スプライサーに持って行き、露出した先端を内部に置きます。

ガラス繊維の端が液体になるまで先端を加熱します。ガラスが液体になって丸みを帯びた形状を形成した後に停止し、ガラス繊維レンズ。この時点で、装置の要素を組み立てる。

位置決め段階の貯蔵所から始める。マイクロピペットを1,550アニメーター繊維で配置し、一方の端がリザーバー領域に入るようにします。PMMAクランプで固定します。

ガラス繊維レンズが顕微鏡の下にあることを確認します。ファイバのもう一方の端をパワーメータに結合し、線形変換段階にクランプします。もう一方の貯水池では、顕微鏡の下に先細りの端を置いてマイクロピペットとテーパー繊維を固定します。

その他の端はまた線形翻訳段階にクランプされ、780ナノメートルの連続波レーザーに結合されるべきである。さて、脱イオン水で貯水池を埋めます。各貯留層は100から300マイクロリットルを保持することができる。

いずれのマイクロピペットにも気泡がないことを確認します。マイクロポジショナーを調整して、マイクロピペット間の流動性接触を確立します。この画像は、流体接触の例を示しています。

連絡が確定したら続行します。さらに、レーザー光の透過を達成するために、繊維とマイクロポジショナーを調整します。これを行うには、繊維結合器を水繊維に挿入します。

システムの整列は、思ったほど簡単ではありません。水繊維とカプラーは互いに引き付けられていない。良好な伝達を達成するためには、カプラーを強制的に水繊維に押し込む必要があります。

電気接続の場合は、各リザーバに磁気コネクタを配置します。彼らは磁気的に固定されるべきであり、彼らの箔はワニクランプを所定の位置に持っている必要があります。電気ケーブルを使用して、高電圧源の端子にクランプを接続します。

準備ができたら、ゆっくりと電圧を上げます。マイクロポジショニングステージを調整して、マイクロピペット間の距離をゆっくりと大きくします。次に、電力測定を行ってカップリング効率を測定し、次に電源メーターを取り外します。

その代わりに、フォトレシーバーを出力ファイバーカプラに接続します。オシロスコープ上のフォトレシーバの出力を表示します。毛細管水繊維振動を表す透過光の時間トレース測定を記録します。

上面顕微鏡を使用して、水繊維の形状を特徴付けます。この方法で製造される繊維は、直径約40マイクロメートルの1ミリメートルの長さでも可能です。直径約1.5マイクロメートルの長さ約50マイクロメートルにもなることができます。

この蛍光色素測定は、水繊維の体積を通る光の透過を確認します。別の測定は水繊維の液相の境界で毛管波による表面散乱を示す。この技術の意味は、多波検出器に及ぶ。

電流検出器は、1種類の波を利用します。水繊維は、エネルギーを交換し、お互いを尋問することができる三種類の波、毛細血管、音響、および光学をホストしています。この手順を試みる間、光学カプラの製造に細心の注意を払うことを忘れないでください。

また、実験を実行すると、機械的または電気アーチを介して、テーパー繊維カプラを壊したり損傷したりするリスクがあります。一般的に、この方法に新しい個人は、高い電気水抵抗率がこの実験のために重要であるため、苦労します。液体中のイオンが少量でも、水橋が崩壊する原因となります。

高電圧と高出力レーザー光での作業は非常に危険であり、適切な電気接地や目の保護などの予防措置は、常にこの手順を実行しながら取るべきであることを忘れないでください。