우리는 펨토초 레이저 유발 절제하여 파장 이하 직경의 실리카 섬유 (나노 파이버 광)의 1-D 광결정 공동을 제조하는 프로토콜을 제시한다.
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이 논문에서
요약
초록
우리는 펨토초 레이저 유발 절제하여 서브 파장 직경 테이퍼 광섬유, 광학 나노 파이버, 1-D 광결정 (PHC) 공동을 제조하는 프로토콜을 제시한다. 우리는주기적인 나노 분화구의 수천 단지 하나의 펨토초 레이저 펄스를 조사하여 광학 나노 섬유를 제조하는 것으로 나타났다. 전형적인 샘플의 경우, 점차적으로 50에서 다양한 직경 350 나노 미터와 함께 기간과주기적인 나노 분화구 - 550 nm의 - 1mm의 길이에 걸쳐 250 내지 450의 주위에 직경이 나노 섬유에 제조된다. 이러한 나노의 주요 양태는 나노 파이버 자체가 원통형 렌즈로서 작용하고 그림자 표면에 펨토초 레이저 빔을 초점을 맞추고있다. 또, 단발 제조 기계적 불안정성 등의 제조 결함으로는 면역한다. 나노 그러한 주기적 나노 크레이터는 1-D PHC 역할과 정지 대역에서 높은 투과율을 유지하면서 강력한 광대역 반사 있도록. 또한 나노 섬유에 apodized 결함 유도 PHC 공동을 제조하기 위해 나노 분화구 어레이의 프로파일을 제어하기위한 방법을 제시한다. 나노 섬유 기반 PHC 캐비티와 광 네트워크의 효율적인 통합 횡 방향 및 종 방향 양쪽 필드의 강한 제한은 나노 포토 닉 애플리케이션 양자 정보학의 새로운 가능성을 열고있다.
서론
나노 포토 닉 장치에서 빛의 강한 감금 광학 과학의 새로운 국경을 열었습니다. 현대 나노 기술 1 발진이 감지 광학 스위칭 애플리케이션 3의 1-D 및 2-D 광결정 (PHC) 새로운 잠재위한 공동의 제조를 사용할 수있다. 또한, 이러한 PHC 공동의 강한 빛 - 물질 상호 작용은 양자 정보 과학 4 새로운 길을 열었습니다. 그렇다 PHC 캐비티로부터 플라즈몬 nanocavities도 유망한 5, 6, 7에 도시 하였다. 그러나, 섬유 기반 통신 네트워크에 이러한 충치를 인터페이스하는 것은 도전 남아있다.
최근 몇 년 동안, 광학 나노 섬유로 알려진 서브 파장 직경과 테이퍼 단일 모드 광섬유, 유망 나노 포토 닉 장치로 떠오르고있다. 때문에 강한로나노 섬유 유도 필드와 주변 매질과 상호 작용하는 능력 횡 한정은 나노 널리 구성된 다양한 나노 포토 닉 애플리케이션 8
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프로토콜
주의 : 안전 안경을 착용하고 엄격하게 직접 UV 램프에 노출과 펨토초 레이저를 포함한 모든 레이저를 피하십시오. 오염을 방지하기 위해 클린 룸 슈트와 장갑을 착용 할 것. 지정된 쓰레기통에서 제대로 모든 섬유 쓰레기를 폐기 할 것.
1. 나노 섬유의 제조
- 200mm 의해 분리 된 두 위치에서 5 mm의 길이를위한 단일 모드 광섬유의 폴리머 재킷 스트립 섬유 코팅 스트리퍼를 사용한다. 클린 룸을 사용하여 두 기계적으로 제거 부분이 메탄올에 담근 닦아 청소합니다. 아세톤이 두 박탈 부분 사이의 섬유를 찍어. 섬유의 재킷이 붕괴까지 15 분 - 10 기다립니다. 아세톤에서 섬유를 가지고 메탄올에 담근 와이프 클린 룸을 사용하여 전체 벗겨진 부분을 청소합니다.
- 나노 섬유를 제조하는 광학 나노 섬유 제조 장비 (ONME)의 두 단계에서 제거 섬유를 설정합니다.
- 섬유에 프로브 레이저를 실행하고 transmissio을 모니터링N 개의 포토 다이오드를 이용하여 ADC 카드를 사용하여 컴퓨터에서의 송신 데이터를 기록한다. ONME 소프트웨어를 이용하여 상기 가스 유동을 시작하고 불꽃을 점화. 500nm의 허리 직경 테이퍼 섬유의 제조를위한 ONME 소프트웨어에서 미리 최적화 된 파라미터를로드하고 제조....
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결과
도 2는 제조 된 나노 섬유 샘플의 대표적인 부분의 SEM 화상을 나타낸다. 이는 주기적 나노 크레이터 간섭 줄무늬에 잘 대응하는 350 ㎚의 주기로, 나노 섬유의 그림자 측에 형성되어 있음을 보여준다. 삽입 된 샘플의 확대도를 나타낸다. 나노 크레이터 형상은 거의 원형이며, 전형적인 나노 구멍의 직경은 약 210 ㎚이다.
도 3a는 apodized PHC 공동 용 제조 한 결과를 나타낸다. 다른 조립 각도 (θ) 및 펄스 에너지에 해당하는 나노 섬유의 직경과 함께 나노 분화구 어레이의 전형적인 프로파일은 나타낸다. 원은 나노 구멍 직경을 표시하고, 사각형은 대응하는 나노 섬유의 직경이다. 선은 가우스가 프로필에 적합하다. 샘플 FABRI에 검은 색과 녹색의 대응에 표시된 데이터θ = 0 °로 cat.......
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토론
나노 섬유의 렌즈 효과의 영향 (도 2 참조)하여 나노 섬유의 그림자 표면에 나노 크레이터 만드는 제조 기술에서 중요한 역할을한다. 나노 섬유의 렌즈 효과 효과는 폭 방향 (Y 축)에 기계적 불안정성 견고한 제조 공정을 만든다. 조사 시간은 단지 120 FS (즉, 펄스 폭)는 더욱이 의한 단발 조사에 다른 축을 따라 불안정성 제조에 영향을주지 않는다. 그 결과, 잘 정의 된주기와주기적인 나노 구조는 기계적 진동을 억제하기 위해 특별한주의를 복용하지 않고, 기간의 수천을 통해 제조된다.
FIB 밀링, 전자빔 리소그래피에도 펨토초 레이저 어블 같은 많은 나노 기술은 포인트 별 제조를 구현한다. 포인트 별 포인트 제작은 물론 엄격한 샘플, 기계적 역에 적합부 합성을 보장 할 수 있습니다. 테이퍼 섬유는 임의의 경질 기판을 건드리지 않고 걸려 유지되면 광 나노 파이버의 경우, 다음 기계적 불안정성은 제조 공정에 영향을 미친다. 나노 섬.......
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공개 사항
저자는 공개할 것이 없습니다.
감사의 글
이 작업은 일본과학기술진흥기구(JST)의 전략적 혁신 프로그램을 통해 지원되었습니다. KPN은 일본과학진흥회(Japan Society for the Promotion of Science, JSPS)의 과학 연구 보조금(보조금 번호 15H05462)의 지원을 받고 있습니다.
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재료
| 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
|---|---|---|---|
| 펨토초 레이저 | Coherent Inc. | Libra HE | |
| 위상 마스크 | Ibsen Photonics | 맞춤형 | |
| 광학 나노섬유 제조 장비 | 이시하라 산업 | ONME | |
| ADC 카드 | , PicoTech | ADC-24 | |
| 단일 모드 광섬유 | , Fujikura | FutureGuide-SM | |
| 광대역 소스 | , NKT Photonics, | SuperK, EXTREME | |
| CW, 조정 가능한 레이저 | Coherent, Inc. | MBR-110 | |
| 스펙트럼 분석기 (투과 스펙트럼) | Thermo Fisher Scientific | Nicolet 8700 | |
| 스펙트럼 분석기 (반사 스펙트럼) | Ocean Optics | QE65000 | |
| CCD Camera | Thorlabs | DCC1545M | |
| Power Meter | Thorlabs | D3MM | |
| Pt-Coater | Vacuum Device Inc. | MSP-1S | |
| 주사 전자 현미경 | Keyence | VE-9800 | |
| UV 경화 에폭시 | NTT-AT | AT8105 | |
| 포토다이오드 | ThorLabs | PDA 36A-EC | |
| 클린 룸 와이프 | TExWipe | TX-404 | |
| 섬유 코팅 스트리퍼 | NTT-AT | 섬유 니퍼 250 μ 엠 | |
| 커버 유리 | Matsunami Glass IND,LTD | NEO 마이크로 커버 유리 0.12-0.17 mm | |
| PZT | NOLIAC | NAC 2011-H20 | |
| 원통형 렌즈 스테이지 | NewPort | M-481-A | |
| Y, Z 스테이지 | Chuo Precision Industrial Co., LTD. | LD-149-C7 | |
| 회전 스테이지 | SIGMA KOKI | KSPB-1026MH | |
| Z-stage(1), Z-stage(2) | NewPort | M-460P |
참고문헌
- Painter, O. J., et al. Two-Dimensional Photonic Band-Gap Defect Mode Laser. Science. 284, 1819-1821 (1999).
- Loncar, M., Scherer, A., Qiu, Y. Photonic crystal laser sources for chemical detection. Appl. Phys. Lett. 82, 4648(2003).
- Tanabe, T., Notomi, M., Mitsugi, S., Shinya, A., Kuramochi, E.
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재인쇄 및 허가
