Name: 섬유 그리기 방법을 사용하여 제조 Metamaterials (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2012-10-18T12:00:00.000+00:00
Duration: 11 min 57 s
Description: 배우세요 저렴하게 메타물질을 제조하는 섬유 그리기 방법을 사용하여 테라헤르츠 주파수에서 플라즈몬 응답을 보이는 인듐 와이어가 포함된 PMMA 섬유를 만드는 기술을. 이 방법은 산업 규모 생산 가능성을 보여줍니다.

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이 연구는 호주 연구위원회의 디스커버리 프로젝트 자금 조달 계획 (프로젝트 번호 DP120103942)에서 지원되었습니다. BTK와 AA는 호주 연구위원회 미래 휄로 십 (FT0991895)와 각각 호주 연구 휄로 십 (DP1093789)의 수신자입니다.

개요 복합 인듐 / PMMA 섬유 (그림 3)은 자신을 사용할 수 PMMA 튜브 및 와이어에서 준비해야 할 하나의 인듐 와이어 (그림 2)를 포함 PMMA 섬유의 스택을 그리기에 의해 생성된다. 제시 단계는 다음과 같습니다 <ol class="ualpha"><li> 매뉴얼은 스택에 적합한 직경의 단일 인듐 와이어를 포함하는 PMMA 섬유를 생산하고 있습니다. 이를 위해 먼저 1mm 인듐 와이어 (제 1) 수용 할 수있는 PMMA 관을 준비하고 인듐을 포함하고 필요한 크기 (제 2 항)로 그립니다. </li><li> 스택하고 필요한 크기로 얻은 개인 인듐 - 가득 PMMA 섬유 (제 3 항)을 그립니다. </li></ol> 제 4 및 5 세부 사항 섹션 2, 3에서 사용되는 도면 처리합니다. 1. PMMA의 Jacketing 관을 제조하기 1mm 인듐 와이어를 구성하는 데 사용되는 PMMA의 jacketing 관은 stretchi으로 구성되어 있습니다NG 및 기본 그리기 프로세스 (제 4 항)에 sleeving 표준 PMMA 튜브는 ID 1 mm와 OD 12mm의 최종 PMMA의 jacketing 관을 확인합니다. <ol><li> 600mm 길이 12 mm의 6mm와 OD의 ID와 PMMA 튜브를 잘라. 여러 PMMA 튜브는 sl​​eeving 과정에서 나중에 사용하기 위해 준비를해야합니다. </li><li> 오일의 최소 90 ° C에서 어닐링 오븐에 PMMA 튜브를 어닐링. </li><li> 오븐 어닐링에서 한 PMMA 튜브를 제거하고 실내 온도에 냉각 할 수 있습니다. </li><li> 이소프로판올 와이프와 함께 PMMA 튜브의 표면을 깨끗하고 건조 할 수 있습니다. </li><li> 반사 테이프를 사용하여 상단 익스텐더 (그림 6) (그림 7)에 PMMA 튜브를 연결합니다. </li><li> 반사 테이프를 사용하여 기본 그리기 바닥 익스텐더 (그림 6) (그림 8)에 PMMA 튜브를 연결합니다. </li><li> (제 4 항 참조) 기본 그리기 과정에서 PMMA 관을 치다. 더 진공이 단계가 필요하지 않습니다 않습니다. PMMA 관은까지 뻗어있다6mm에 OD 12mm. </li><li> 그림 후 추첨 타워에서 신장 튜브를 제거합니다. </li><li> 550mm 길이로 신장 튜브를 잘라. </li><li> 단계 1.3과 1.4를 반복합니다. </li><li> 소재가 부드럽게 될 때까지 뜨거운 공기 총을 신장 튜브의 상단면을 열 플라이어 (그림 9)를 사용하여 구멍을 밀봉 방해. </li><li> PMMA 튜브 조립체 (그림 10)을 생성 할 수있는 새로운 PMMA 튜브로 신장 튜브를 삽입합니다. 신장 튜브 및 새로운 PMMA 튜브 사이의 간격을 밀봉하기 위해 그림 10과 같이 PMMA 튜브 어셈블리 (예 : 열려있는 내부 신장 관이있는 쪽), 랩 polytetrafluoroethylene (PTFE) 테이프의 하단 옆에 있습니다. </li><li> 끈적 테이프의 내부 층, PTFE 테이프의 중간 계층, 그리고 반사의 외부 층을 사용하여 상단 익스텐더 (그림 7)에 PMMA 튜브 어셈블리 (즉, 밀폐 된 내부 신장 관이있는 쪽)의 상단 끝을 연결합니다 테이프. 을 확인PTFE 테이프는 꼭이며, PMMA 관 어셈블리 및 상단 익스텐더 사이의 모든 간격은 봉인 된 겁니다. </li><li> 1.6과 같이 주요 추첨 바닥 연장에 PMMA 튜브를 연결합니다. </li><li> 진공와 기본 드로잉 과정에 스트레치 및 슬리브 PMMA 튜브 조립체 (제 4 항 참조). PMMA 관 조립체는 OD 12mm에서 6mm까지 늘어납니다. </li><li> 그 결과 신장 PMMA의 jacketing 관은 약 0.25 ID / OD 수 있습니다. 최종 PMMA의 jacketing 관 1mm (그림 1)의 ID로 약 0.1의 ID / OD이 나타날 때까지 1.15-1.9를 반복합니다. </li></ol> 2. 인듐를 제조하는 섬유를 채움 1mm 인듐 와이어는 소매와 제 1 항에 마지막 OD 1.2 mm로 인듐 가득 섬유를 생산하기 위해 보조 추첨 과정 (제 5) 사용하여 만든 PMMA의 jacketing 관에 뻗어 있습니다. <ol><li> 준비 및 1.1에 도시 된 바와 같이 PMMA의 jacketing 튜브를 어닐링 - 1.4. </li><li> 550mm 길이로 인듐 와이어를 잘라.</li><li> 그림 11과 같이 프리폼 어셈블리를 가득 인듐을 만들 PMMA의 jacketing 관에 인듐 와이어를 삽입합니다. </li><li> 1.11와 같이 PMMA의 jacketing 관의 바닥면을 봉쇄 해. </li><li> 1.14과 같이 1.13하고 보조 드로우 바닥 연장과 같이 상단 연장에 인듐 가득 프리폼 어셈블리를 연결합니다. </li><li> 스트레치 및 슬리브 인듐은 15-20g 장력에 따라 그려 최종 OD 1mm의 인듐 가득 섬유 (제 5 참조)를 만드는 진공과 보조 드로잉 과정에 프리폼 어셈블리를 가득 채웠다. </li><li> 그리기 작업이 완료 된 후 탑에서 인듐 가득 섬유의 스풀을 제거합니다. </li><li> endface를 검사하고 인듐의 종 방향 길이를 따라 가벼운 현미경을 사용하여 섬유를 가득 채웠다. 문제 결함은 인듐 와이어와 PMMA 관 인터페이스, 섬유의 길이를 따라 와이어 직경 또는 파괴 균열의 변동 사이의 분리를 포함 할 수 있습니다. 산업의 광학 현미경 이미지ium 가득 섬유는 1mm OD PMMA 섬유의 연속 100 μm의 인듐 와이어를 보여주는 그림 2에 표시됩니다. </li><li> 충분한 인듐 가득 섬유는 인듐 스택 예비 성형품에 대한 생산 될 때까지 2.8-2.1를 반복합니다. </li></ol> 3. 인듐 누적 섬유를 제조 인듐 누적 섬유가 먼저 한 다음 늘어하고 보조 추첨 과정 (제 5)를 사용하여 원하는 섬유 크기에 소매되는 큰 PMMA 프리폼의 jacketing 관에 Secton 2에 생산 인듐 가득 섬유를 스태킹하여 제조된다. <ol><li> 1.1와 같이 PMMA 프리폼의 jacketing 튜브를 준비합니다. 데모를 위해, 우리는 12mm OD, 9 밀리미터 ID의 PMMA 튜브를 사용합니다. </li><li> 인듐은 550mm의 길이로 섬유를 가득 자른다. </li><li> PMMA 프리폼의 jacketing 튜브의 표면을 청소하고 인듐은 이소프로판올 잎사귀로 섬유를 채워 건조 할 수 있습니다. </li><li> 고무 밴드를 사용하여 인듐 가득 섬유를 번들 삽입PMMA 프리폼의 jacketing 관으로, 섬유를 보장하는 것은 직선과 꼭 부합 (그림 12)의입니다. </li><li> 오일의 최소 90 ° C에서 어닐링 오븐에 스택 프리폼 어셈블리를 어닐링. </li><li> 어닐링 오븐에서 스택 프리폼 어셈블리를 제거하고 실내 온도에 냉각 할 수 있습니다. </li><li> 1.14과 같이 1.13하고 보조 드로우 바닥 연장과 같이 상단 연장에 인듐 가득 프리폼 어셈블리를 연결합니다. </li><li> 인듐 스택 섬유 (제 5 항 참조) 할 진공과 보조 드로잉 과정에 스트레치 및 슬리브 스택 예비 성형품 조립. 이 50 μm로 구분 5mm 와이어를 포함하는 metamaterial 섬유를 생산 80g 장력에 따라 그려 최종 OD 0.6 mm로 늘어납니다. 결과 섬유 광학 현미경 단면 이미지는 그림 3에 표시됩니다. </li><li> 그리기 작업이 완료 된 후 탑에서 인듐 스택 섬유의 스풀을 제거합니다. </li><li> 에2.8 (그림 3)과 같이 SPECT는 endface과 인듐 스택 섬유의 길이 방향 길이를 따라. </li></ol> 4. 기본 추첨 프로세스 기본 그리기 과정은 1mm보다 큰 외부 직경에 preforms를 확장하는 데 사용됩니다. 다음 절차는 제 1 항에서 사용된다 : PMMA의 Jacketing 튜브를 제조. <ol><li> 세 턱 척에 가기 연장을 클램핑하여 추첨 타워에 프리폼을로드합니다. 노의 구역 (그림 13)에 예비 성형품을 먹이. XY 마이크로 미터 단계를 사용하여 예비 성형품을 맞 춥니 다. 노의 상단 플레이트를 닫습니다. </li><li> 예열 단계는 그림 14에 표시된 온도 프로파일을 사용하여 그리기 온도 프리폼의 단면적의 온도를 elevates. </li><li> 5mm / 분에서 공급 속도를 시작, 185 ° C로 온도를 증가하여 그리기 작업을 시작, 6 월 / 분, 종료 t에서 속도를 끌어그는 단위 클램프을 그리세요. 시간이 지남에 따라 드로우 장력 (그림 15)의 동작을 검사합니다. <ul><li> 긴장이 기하 급수적으로 증가하면, 피드와 무승부 단위를 중지 프리폼의 피드를 시작하기 전에, 온도를 그리기까지 가열 한 후 다시 단위를 그릴 수 있도록 1 분 정도 기다리십시오. 긴장이 안정화 될 때까지 테스트를 반복합니다. </li><li> 긴장이 떨어지면, 1-2 월 / 분으로 그리기 속도를 향상시킬 수 있습니다. 필요한 그리기 속도가 달성 될 때까지, 1-2 월 / 분 단위 (만큼 긴장 어느 일정하게 유지 또는 하강 시작)에 그리기 속도를 증가 계속합니다. </li></ul></li><li> 진공가 필요한 경우, 블루 전술 (그림 13)를 사용하여 상단 프리폼 Extender를 밀봉 진공으로 진공 튜브를 연결합니다. 피드와 무승부 단위는 프리폼이 대칭 그리기되도록하기 시작 한 후 진공을 사용합니다. </li><li> 예비 성형품을 그릴 때 가이드로 표 1에서 기본 드로잉 조건을 사용합니다. 노의 온도와 비율 B를 참고피드를 etween과 속도가 일정 OD 및 그리기 긴장을 유지하기 위해 모니터링해야립니다. , 그린 섬유에 대한 지표 외경이 대량 균형 방정식에서 구할 수 있습니다 D 마지막 = D 시작 (F / D) 2분의 1 최종 D 어디 - D 시작이 초기 프리폼 직경 최종 섬유의 직경입니다, F는 공급 속도이며, D는 추첨 속도입니다. 먹이와 그리기 속도와 프리폼이 완료 노의 스위치를 중지합니다. 프리폼은 실내 온도에 냉각되면 추첨 타워에서 예비 성형품을 제거합니다. </li></ol> 5. 차 추첨 프로세스 차 추첨 과정은 1mm보다 작은 약물 과용이라면서으로 preforms를 확장하는 데 사용됩니다. 다음 절차는 제 2 항에 사용됩니다 인듐 스택 섬유를 제조 : 인듐은 섬유 및 3 가득 제조. <ol><li> s에 대한 예비 성형품로드econdary 추첨은 기본 그리기 프로세스 (단계 4.1)에서와 동일합니다. </li><li> 보조 추첨을위한 사전 가열 단계는 기본 그리기 프로세스 (단계 4.2)에서와 동일합니다. </li><li> 그리기 온도에 도달되면 예비 성형품은 목을 다운로 시작합니다. 드롭 다운 프리폼 종료의 초기 드로잉 힘 (그림 16)을 제공하는 하단 익스텐더의 무게로 인해 노의 바닥. </li><li> 피드 속도 (2.5-5 ㎜ / 분)를 시작하고 노의 온도를 증가 시작 - 드롭 다운의 속도를 제어 할 수 (2.5 5 ° C). 섬유 직경은 최대 250 주위에 유지되어야합니다 - 섬유 안 그래요을 방지하기 위해 500 μm합니다. </li><li> 처음에 1에서 m / 분의 속도가 느린 속도로 회전하는 캡스턴 휠에 섬유를 연결합니다. 댄서 휠 주위의 섬유를 바람과 섬유 스풀에 첨부합니다. </li><li> 진공가 필요한 경우 4.4과 같이 진공 튜브를 연결합니다. </li><li> 섬유 무승부는 처음 과도 드로우 조건 하에서 될 것입니다. 에스동부 표준시 피드 속도는 원하는 그리기 조건 값으로 속도와 가열 온도를 그립니다. 섬유 직경과 무승부 장력이 정상 상태까지 변동 할가 몇 분 후에 이루어집니다. </li><li> 예비 성형품을 그릴 때 가이드로 표 2에 보조 드로잉 조건을 사용합니다. 피드와 무승부 속도 사이의 용광로 온도와 비율 지속적인 OD 및 그리기 긴장을 유지하기 위해 모니터링해야를합니다. </li><li> 4.5과 같이 프로세스를 중지합니다. </li></ol>

<ol><li>Cai, W., Shalaev, V. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aCai%2C+W+%22Optical+Metamaterials%3A+Fundamentals+and+Applications%22">Optical Metamaterials: Fundamentals and Applications</a>. , Springer. (2010).</li>
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<li>Grischkowsky, D., Keiding, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Far-infrared+time-domain+spectroscopy+with+terahertz+beams+of+dielectrics+and+semiconductors%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Opt.+Soc.+Am.+B%22%5BJournal%5D)">Far-infrared time-domain spectroscopy with terahertz beams of dielectrics and semiconductors.</a> J. Opt. Soc. Am. B. 7, 2006-2015 (1990).</li>
<li>Wang, A., Tuniz, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fiber+metamaterials+with+negative+magnetic+permeability+in+the+terahertz%5BTitle%5D)+AND+%22Opt.+Mat.+Express%22%5BJournal%5D)">Fiber metamaterials with negative magnetic permeability in the terahertz.</a> Opt. Mat. Express. 1, 115-120 (2010).</li>
<li>Tuniz, A., Lwin, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Stacked-and-drawn+metamaterials+with+magnetic+resonances+in+the+terahertz+range%5BTitle%5D)+AND+%22Opt.+Express%22%5BJournal%5D)">Stacked-and-drawn metamaterials with magnetic resonances in the terahertz range.</a> Opt. Express. 19, 16480-16490 (2011).</li>
</ol>

관심 없음 충돌이 선언 없습니다.

여기에 제시된 기술은 효과적으로 높은 패스 필터로 행동, THz 범위의 plasmonic 응답 (그리고 따라서 맞춤 전기 유전율)를 보유하고 microscale 기능 크기로 연속 입체 metamaterials의 킬로미터 제조 할 수 있습니다. 이것은 실험적으로 terahertz 시간 도메인 분광학 11를 사용하여 나타낼 수있다. 이 범위 12 부정적인 자기 투자율을 가진 metamaterial 섬유와 결합 할 때 이러한 섬유 모양의 metamaterials는, 예를 들어 부정적인 굴절률 자료를 위해, 잘라 내기, 장치의 다수의 실현을 위해 대량 자료에 스택, 또는 다른 구조로 짠 할 수 있습니다. 자기 (磁气) 반응 섬유도 여기에 13를 발표 기술에 대한 변화에 의해 대량으로 제조 될 수 있습니다.

<table border="1"><tbody><tr><td> 시약 / 재료의 이름 </td><td> 회사 </td><td> 카탈로그 번호 </td><td> 코멘트 </td></tr><tr><td> 인듐 99.99 % 와이어, 1mm 직경 </td><td> AIM 전문 </td><td> 요청시 가능 </td><td> <a href="http://www.aimspecialty.com" target="_blank">www.aimspecialty.com</a> <a href="http://www.aimspecialty.com/Portals/0/Files/Indium.pdf" target="_blank">http://www.aimspecialty.com/Portals/0/Files/Indium.pdf</a> </td></tr><tr><td> 2 - 프로 파놀 (이소프로판올) </td><td> 시그마 - 알드리치 </td><td> 제품 번호 190764 </td><td> <a href="http://www.sigmaaldrich.com/chemistry/solvents/products.html?TablePage=17292086" target="_blank">http://www.sigmaaldrich.com/chemistry/solvents/products.html?TablePage=17292086</a> </td></tr><tr><td> 접착 테이프 </td><td> 스테이플 </td><td></td><td></td></tr><tr><td> 한 랩 PTFE 테이프, 5 ML X 12 mmW X​​ 0.2 mmT </td><td> RS 구성 요소 </td><td> RS 주식 번호 231-964 </td><td> <a href="http://uk.rs-online.com/web/p/ptfe-tapes/0231964/" target="_blank">http://uk.rs-online.com/web/p/ptfe-tapes/0231964/</a> </td></tr><tr><td> 50 마이크론 알루미늄 호일 테이프 </td><td> 접착제 테이프의 발전을 </td><td> AT506 </td><td> <a href="http://www.advancetapes.com/Products/types/9/page1/81" target="_blank">http://www.advancetapes.com/Products/types/9/page1/81</a> </td></tr><tr><td> 블루 치 렀어 </td><td> Bostik </td><td></td><td> <a href="http://www.blutack.com/index.html" target="_blank">http://www.blutack.com/index.html</a> </td></tr><tr><td> 빠른 설정을 Araldite </td><td> Sell​​eys </td><td></td><td> <a href="http://selleys.com.au/adhesives/household-adhesive/araldite/quick-set" target="_blank">http://selleys.com.au/adhesives/household-adhesive/araldite/quick-set</a> </td></tr><tr><td> PMMA 튜브 : - ID 6mm, OD 12mm - ID 9mm, OD 12mm </td><td> B &amp; M 플라스틱 : 플라스틱 제조 </td><td> 요청시 가능 </td><td> <a href="http://www.bmplastics.com.au/about-us.htm" target="_blank">http://www.bmplastics.com.au/about-us.htm</a> </td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td> 장비 요구 사항 </td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td><ul><li> 최소한 200 ° C (프리폼 및 섬유 드로우 시설을 갖춘 Heathway 폴리머 추첨 타워)의 최대 온도의 용광로와 광섬유 무승부 타워. 추첨 타워의 사진은 그림 5에 표시됩니다. </li><li> 최소 90 최대 온도 ° C.의 어닐링 오븐 </li><li> 광학 현미경. </li><li> 뜨거운 공기 총. </li><li> 진공 펌프입니다. </li><li> 톱 프리폼의 연장 (30cm 길이와 12mm 직경의 금속 튜브). </li><li> 기본 그리기하단 연장 (100cm 길이와 12mm 직경의 금속 튜브). </li><li> 보조 드로우 바닥 연장 (20cm 길이와 12mm 직경의 PMMA 관). </li></ul></td></tr></tbody></table>

섬유 그리기 방법을 사용하여 제조 metamaterials

Fabricating Metamaterials Using the Fiber Drawing Method

Metamaterials는 1를 작동되는 파장보다 훨씬 작은 구성 요소를 조립하여 제조 인공 복합 재료입니다. 그들은 대신을 작성 원자의, 그들의 성분의 구조에 자신의 전자 속성을 빚 졌어. 예를 들어, 서브 파장 금속 와이어는 금속 자체 2 대조적으로, 주어진 주파수에서 중 긍정적이거나 부정적인 수 있습니다 효과적인 전기 유전율을 소유 이용하실 수 있습니다. 빛의 행동에 이상이 전례없는 제어는 잠재적으로 회절 한계 다섯 아래 객체를 해결 같은 투명 망토 3, 부정적인 굴절률 재료 4, 렌즈 등의 소설 장치의 숫자로 이어질 수 있습니다. 그러나, 광학, 중간 적외선과 terahertz 주파수에서 작동 metamaterials는 통상 고가이며 대부분 몇 CEN에 있습니다 샘플을 생산 나노 및 마이크로 제조 기술을 사용하여 만들어집니다크기가 6-7로 timetres. 여기 terahertz plasmonic 응답 8 전시 섬유 형태로 금속 와이어 metamaterials의 수백 미터를 생산하는 제조 방법을 제시한다. 우리는 (PMMA) 튜브 polymethylmethacrylate 내부 인듐 와이어를 사용하여 테일러 - 와이어 절차 10을 microstructured 폴리머 광섬유 구를 생산하는 데 사용되는 스택 앤 그릴 기술을 결합합니다. 가, 처리 terahertz 지역의 적합한 광학 특성을 가진 drawable 유전체 쉬운이기 때문에 PMMA가 선택, 인듐은 156.6의 녹는 온도가 있기 때문에 ° C 이는 PMMA와 codrawing에 적합합니다. 우리는 한쪽 끝에서 밀봉 직경 이외의 1mm 내경 (ID)와 12mm (OD) 1 밀리미터 직경 PMMA 관 99.99 % 순도의 인듐 와이어가 포함되어 있습니다. 튜브 대피와 1.2 mm의 외부 직경으로 그려집니다. 그 결과 섬유 그런 다음 작은 조각으로 절단하고, 큰 PMMA 튜브에 스택되어 있습니다. 이 스택은 하나 밀폐되어용광로에 끝과 먹이가하면서 빠르게 10의 비율에 의해 구조의 직경을 감소, 100의 비율에 의해 길이를 증가 그려된다. 이러한 섬유는 마이크로 및 나노 규모의 기능을 가지고, 대량 producible, 본질적으로 유연하고, 자연에서 발견되지 않은 전자 속성을 전시 짠 할 수 있습니다. 그들은 terahertz에서 이러한 보이지 않는 섬유, 직물 부정적인 굴절률의 옷, 그리고 슈퍼 - 해결 렌즈 등의 광학 주파수에 소설 장치의 번호 유망 플랫폼을 나타냅니다.

Metamaterial 섬유는 설명하는 기술을 사용하여 제작되었다. 그들은 결과적으로 자신들이 제작 한 10mm 폴리머 자켓 안에 포함 1mm 인듐 와이어의 프리폼에서 도출 된 그림 2에 표시된 100 μm 직경 연속 인듐 와이어를 포함하는 1mm PMMA 섬유의 프리폼에서 조립 된 적절하게 크기의 폴리머 튜브를 sleeving하여 그림 1의 설계도에 표시된. THz 범위의 plasmonic 응답 metamaterial 섬유의 예의 단면의 현미경 이미지는 그림 3에 표시됩니다. plasmonic 반응은 낮은 주파수에서 자료가 금속 (낮은 전송)처럼 두 개의 행동 사이의 경계를 정의하는 플라즈마 주파수와 유전체 (높은 전송)와 같은 높은 주파수에서 작동하는 것을 그 자체가 그러한 승객 명단. 이 특정 경우에는, 플라즈마 주파수는 1.2에서 예상됩니다THz 그러나 우리의 기술은 쉽게 회전 ...

terahertz 주파수에서 Metamaterials는 독특한 기회를 제공하지만, 대량으로 제조하는 도전입니다. 우리는 저렴한 비용으로 산업 규모의 잠재적 metamaterials를 조작 할 수 microstructured 폴리머 광섬유의 제조 절차를 적응. 우리는 terahertz plasmonic 응답을 전시 ~ 100 μm로 구분 ~ 10 μm의 직경 인듐 와이어를 포함하는 polymethylmethacrylate 섬유를 생산하고 있습니다.

섬유 그리기 방법을 사용하여 제조 Metamaterials

메타물질은 작동 파장보다 훨씬 작은 구성 요소들을 조립하여 제작한 인공 복합 재료입니다 1. 메타물질은 ...

본 절차는 잠재적인 산업적 규모로 메타물질을 저렴하게 제작하는 것을 목표로 합니다. 먼저, 1차 인발 공정에서 PMMA 재킷 튜브를 제작합니다. 그런 다음 구멍 내부에 인듐을 넣고, 1차 인발 공정을 사용하여 인듐이 채워진 광섬유를 인발합니다.적층된 인듐 충전 프리폼과 니(knee)를 90 °C 오븐에 넣고 조립합니다. 2차 드로잉 공정을 진행하여 적층된 인듐 충전 프리폼을 광섬유로 뽑아냅니다. 이렇게 제작된 메타물질은 50 µm 간격으로 배치된 5 µm 직경의 와이어를 포함하며, 잠재적으로 산업적 규모에서 저렴하게 제작 가능하고 테라헤르츠 주파수 범위에서 플라즈모닉 반응을 나타냅니다.리소그래피, 나노 및 마이크로 제작 기술과 같은 메타물질 제작의 다른 방법들은 비용이 많이 들며, 샘플 크기가 최대 수 센티미터에 불과할 수 있습니다. 본 기술의 주요 장점은 메타물질을 파이버 형태로 수백 미터까지 제작할 수 있다는 점입니다. 이를 통해 메타물질의 제작 가능 여부와 기술적 및 실용적으로 유의미한 양과 같은 해당 분야의 중요한 질문들을 다룰 수 있습니다.여기서 시연하는 특정 방법은 테라헤르츠 영역에서 플라스모닉 응답을 갖는 메타물질을 생성합니다. 이 공정은 원칙적으로 나노 규모로 축소하여 가시광선 스펙트럼에서 응답하는 메타물질을 제조할 수 있습니다. 이 방법의 영감은 전기 광학 변조기를 만들기 위해 내부 전극이 있는 파이버를 인발했던 저희의 이전 연구에서 얻었습니다.최근 저희는 이 기술을 상당히 확장하여 메타물질을 제작하는 데 사용할 수 있다는 점을 깨달았습니다. 적층된 인도-충전 섬유(Indian filled fibers) 프리폼을 인발하여 메타물질을 제작하는 방법은 습득하기 어렵습니다. 이 시각적 시연을 통해 다양한 요소들의 모습과 이러한 복잡한 구조를 마이크론 규모까지 인발하는 데 필요한 조건들을 보여줄 수 있기를 바랍니다.이 과정은 엔지니어인 Richard Luin과 저희 연구 그룹의 박사 과정 학생인 Alessandro T가 시연하겠습니다. 메타물질의 이러한 제작 방법은 두 단계의 드로잉 공정으로 이루어지며, 각 단계에서는 소형화가 진행됩니다. 가열로에서 프리폼(preform)이라고 불리는 거시적 물체를 드로잉하여 필라멘트로 제작합니다.1차 드로잉 공정은 프리폼을 외경 1mm 이상으로 늘리거나 슬리브 형태로 만드는 데 사용됩니다. 가이드라인으로, 첨부된 텍스트의 표 1에 제시된 1차 드로잉 조건을 사용하십시

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연구

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Engineering

공학

이 프로토콜은 THz metamaterial absorbers의 시뮬레이션, 제조 및 특성을 설명합니다. 이러한 absorbers는 적절한 센서를 함께 사용하면, THz 이미징 및 분광의 응용 프로그램이 있습니다.

THz Metamaterial Absorbers 시뮬레이션, 제조 및 특성

희생 구성 요소 (VASC) 프로세스의 증발은 미세 혈관 구조를 조작하는 데 사용됩니다. 이 절차는 레이저 미세 가이드 플레이트가 제공하는 정확한 3D 기하학적 위치와 중공 미세을 형성하는 희생 폴리 (젖산) 산 섬유를 사용합니다.

희생 구성 요소의 증발을 사용하여 세 가지 차원 미세 만들기의 과정

우리는 새로운 도파 메커니즘으로 가로 앤더슨 지역화를 사용 무질서 폴리머 광섬유의 개발과 특성. 이 마이크로 구조 광섬유는 기존의 광섬유 빔 반경에 필적 반경 작은 지역화 된 빔을 수송 할 수 있습니다.

빛의 통과 앤더슨 현지화 무질서 폴리머 광섬유의 제조 및 특성

홈마이크로유체 채널을 통과하는 2개의 인접한 유체는 사전 중합체 코어 주위의 칼집을 형성하도록 지시될 수 있다; 따라서 모양과 단면을 모두 결정합니다. 티올 클릭 화학과 같은 광숙련 중합화는 코어 유체를 소정의 크기와 모양으로 미세화로 빠르게 고화시키는 데 적합합니다.

미리 설계된 크기와 모양의 중합체 및 바이오 하이브리드 섬유의 미세 유체 제조

여기서는 3 축 분배 시스템으로 자동화 직접 기입 순서에 의해 생성 된 자유 - 부유 마이크론 / 서브 마이크론 스케일 고분자 섬유와 "웹 형상"구조를 제조하는 프로토콜을 제시한다.

일시 중단 된 마이크론 / 서브 마이크론 스케일 섬유 구조의 3 차원 직접 쓰기는 로봇 디스펜스 시스템을 통해 처방

우리는 펨토초 레이저 유발 절제하여 파장 이하 직경의 실리카 섬유 (나노 파이버 광)의 1-D 광결정 공동을 제조하는 프로토콜을 제시한다.

펨토초 레이저에 의한 절제를 사용하여 나노 섬유에 1-D 광자 크리스탈 캐비티의 제작

복합 표면에 벌 거 벗은 섬유 수 지 풍부한 영역을 제거 하 여 노출 하는 프로토콜 제공 됩니다. 섬유는 복합 재료의 제조 동안 게시물 표면 처리에 의해 아닙니다 노출 됩니다. 노출 된 탄소 복합 재료는 높은 전기 전도도 통해 두께 방향 및 높은 기계적 성질에 전시.

새로운 복합 제조 방법의 실험적 구현: 소프트 레이어 방법으로 복합 표면에 벌 거 벗은 섬유 노출

이 프로토콜 설계 및 제조 물 다리와 물 광으로 정품 인증에 설명합니다. 실험 물 섬유의 모 세관 공명 광학 전송 조절 하는 방법을 보여 줍니다.

물으로 만든 광섬유의 설계 및 제조

이 프로토콜은 미량 가스 분광법과 같은 다양한 응용 분야를 가진 저비용, 이산, 광섬유 결합 및 공기 간격 Fabry-Perot etalon의 구성을 설명합니다. 제작은 표준 광학 실험실 장비를 사용할 수 있는 모든 시설에서 가능합니다.

저비용, 섬유 결합 및 공기 간격 Fabry-Pérot Etalon 제작

이 논문은 습식 핸드 레이업/진공 백 방법을 사용하여 얻은 섬유 강화 폴리머 매트릭스 복합 라미네이트의 제조 공정을 설명합니다.

다양한 제조 공정에서 얻은 유리 섬유 강화 고분자 복합 라미네이트의 기계적 특성 측정

적층 제조된 폴리머는 탄성 메타물질을 생산하는 데 널리 사용되었습니다. 그러나 초음파 주파수에서 이러한 중합체의 점탄성 거동은 제대로 연구되지 않은 상태로 남아 있습니다. 이 연구는 3D 프린팅 폴리머의 점탄성 특성을 추정하고 이를 사용하여 메타물질 역학을 분석하는 방법을 보여주는 프로토콜을 보고합니다.

적층 제조(Additive Manufacturing)에 의해 생산된 소산 탄성 메타물질의 특성화 

배우세요 저렴하게 메타물질을 제조하는 섬유 그리기 방법을 사용하여 테라헤르츠 주파수에서 플라즈몬 응답을 보이는 인듐 와이어가 포함된 PMMA 섬유를 만드는 기술을. 이 방법은 산업 규모 생산 가능성을 보여줍니다.

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