Name: Fabriceren Metamaterialen Met behulp van de Fiber tekenmethode (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2012-10-18T12:00:00.000+00:00
Duration: 11 min 57 s
Description: Leer metamaterialen fabriceren met de fiber-tekenmethode voor terahertzfrequenties met PMMA-vezels en indiumdraden. Deze kosteneffectieve techniek maakt industriële productie mogelijk.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

playerTrialDesktop

Dit onderzoek werd ondersteund door Australian Research Council&#39;s Discovery Projects subsidieregeling (projectnummer DP120103942). BTK en AA zijn de ontvangers van een Australian Research Council Future Fellowship (FT0991895) en Australian Research Fellowship (DP1093789) respectievelijk.

Overzicht De samengestelde indium / PMMA vezels (figuur 3) wordt geproduceerd door strekken een stapel PMMA vezels inclusief een indium draad (figuur 2), die zelf worden bereid uit beschikbare PMMA buizen en draad. De gepresenteerde stappen zijn: <ol class="ualpha"><li> Maak een PMMA vezel die een enkele indium draad met een diameter van geschikt voor handmatige stapelen bevat. Hiervoor eerst een PMMA buis die een 1 mm indium draad (deel 1) is geschikt voor te bereiden, dan is ook de indium en te vestigen op de gewenste grootte (hoofdstuk 2). </li><li> Stapel en teken de verkregen individuele indium-gevulde PMMA-vezels (punt 3) van de gewenste grootte. </li></ol> Hoofdstukken 4 en 5 detail de tekening processen die gebruikt worden in de paragrafen 2 en 3. 1. Het vervaardigen van de PMMA Ommantelen Tube De mantel PMMA buis gebruikt om de draad 1 mm indium structuur wordt gemaakt door stretching en kous standaard PMMA buizen in het primaire proces gelijkspel (hoofdstuk 4) tot een uiteindelijke PMMA mantel buis van ID 1 mm en OD 12 mm te maken. <ol><li> Snij PMMA buizen met ID van 6 mm en buitendiameter van 12 mm tot 600 mm lengte. Verschillende PMMA buizen moeten worden voorbereid voor toekomstig gebruik gedurende de kous proces. </li><li> Uitgloeien de PMMA buizen in een uitgloei oven bij 90 ° C gedurende ten minste 5 dagen. </li><li> Verwijder een buisje van PMMA annealing oven en laat het afkoelen tot kamertemperatuur. </li><li> Reinig het oppervlak van de PMMA buis met isopropanol doekjes en laten drogen. </li><li> Bevestig de PMMA buis naar boven extender (figuur 6) met behulp van reflecterende tape (Figuur 7). </li><li> Bevestig de PMMA buis primaire loting onder extender (figuur 6) met behulp van reflecterende tape (figuur 8). </li><li> Strek de PMMA buis in de primaire tekening proces (zie hoofdstuk 4). Merk op dat geen vacuüm is vereist voor deze fase. De PMMA buis wordt strekte zich uit vanOD 12 mm tot 6 mm. </li><li> Verwijder de gestrekte buis van de loting toren na tekening. </li><li> Snijd de gestrekte buis in 550 mm lengte. </li><li> Herhaal de stappen 1.3 en 1.4. </li><li> Verwarm de bovenzijde van de gestrekte buis met een heteluchtpistool tot het materiaal zacht en krimp het gat dicht met een tang (Figuur 9). </li><li> Plaats de gestrekte buis in de nieuwe PMMA buis naar de PMMA-samenstel (figuur 10) te maken. Aan de onderkant van het PMMA-samenstel (de kant die de binnenste gestrekte buis geopend), wrap polytetrafluorethyleen (PTFE) tape zoals getoond in figuur 10, om de kloof tussen de gestrekte buis en de nieuwe PMMA buis af te dichten. </li><li> Bevestig boveneinde van de PMMA-samenstel (de kant die de binnenste gestrekte buis gesloten is) boven extender (figuur 7), met een binnenlaag van plakband, een middenlaag van PTFE tape en een buitenste laag reflecterend tape. Zorg ervoor dat dePTFE tape is strak en alle openingen tussen de PMMA buis montage en de top extender zijn afgedicht. </li><li> Bevestig de PMMA buis naar de primaire loting onder extender zoals aangegeven in 1.6. </li><li> Stretch en de mouw van de PMMA buis montage in het primaire tekening proces met vacuüm (zie hoofdstuk 4). De PMMA-samenstel wordt uitgerekt van OD 12 mm tot 6 mm. </li><li> De resulterende gerekte PMMA mantel buis zal ID / OD van ongeveer 0,25. 1,9 tot 1,15 herhalen totdat de uiteindelijke PMMA mantel buis ID / OD van circa 0,1 met een ID van 1 mm (figuur 1). </li></ol> 2. Het vervaardigen van de Indium Gevuld Fiber De 1 mm indium draad mouwen en gestrekt in de PMMA-mantel buis gemaakt in hoofdstuk 1 de hand van secundaire loting proces (hoofdstuk 5) om indium gevuld vezels te produceren met een laatste OD 1,2 mm. <ol><li> Voorbereiden en gloeien PMMA mantel buizen zoals te zien in 1.1 - 1.4. </li><li> Snijd de indium draad tot 550 mm lengte.</li><li> Plaats indium draad in de PMMA mantel buis naar de indium gevulde voorvorm zoals afgebeeld in figuur 11 maken. </li><li> Dicht de onderkant van de mantel PMMA buis zoals getoond in 1.11. </li><li> Bevestig indium gevuld preforms montage aan de top extender zoals weergegeven in 1.13 en de secundaire loting onder extender zoals in 1.14. </li><li> Stretch en mouw het indium gevuld voorvorm montage in het secundaire tekening proces met vacuüm indium gevulde vezel (zie hoofdstuk 5) van een definitieve OD 1 mm getrokken onder 15-20 g spanning te maken. </li><li> Verwijder de spoel van indium gevuld vezels van de toren na de loting is voltooid. </li><li> Controleer de endface en langs de longitudinale lengte van de vezel indium gevuld met een lichtmicroscoop. Problematisch afwijkingen kunnen bestaan ​​scheiding tussen de draad en indium PMMA buizen interface, schommelingen in de draaddiameter of breuk scheuren langs de lengte van de vezel. Optische microscoop beelden van de indium gevulde vezels zijn weergegeven in figuur 2, die een continue draad 100 urn indium in een 1 mm OD PMMA vezels. </li><li> Herhaal 2,1 tot 2,8 tot voldoende indium gevuld vezel wordt geproduceerd voor de indium gestapelde voorvorm. </li></ol> 3. Het vervaardigen van de Indium Gestapelde Fiber Het indium gestapelde vezel wordt vervaardigd door de eerste stapelbeugel indium gevuld vezels geproduceerd in Secte 2 in een grotere PMMA voorvorm mantel buis die vervolgens wordt uitgerekt en mouw de gewenste afmetingen vezel via het tweede verstrekwerkwijze (punt 5). <ol><li> Bereid de PMMA preform mantel buis zoals aangegeven in 1.1. Ter demonstratie, zullen we gebruik maken van een PMMA buis van 12 mm OD en 9 mm ID. </li><li> Snij de indium gevuld vezels tot 550 mm lengte. </li><li> Reinig het oppervlak van de PMMA preform mantel buis en de indium gevuld vezel met isopropanol doekjes en laten drogen. </li><li> Bundel de indium gevuld vezels met behulp van elastiekjes en plaatsin de PMMA voorvorm omhullen buis, zodat de vezels recht en hebben een nauwe passing (figuur 12). </li><li> Uitgloeien de gestapelde samenstel voorvorm in de annealing oven bij 90 ° C gedurende ten minste 5 dagen. </li><li> Verwijder de voorvorm gestapelde samenstel van de annealing oven en laat het afkoelen tot kamertemperatuur. </li><li> Bevestig indium gevuld preforms montage aan de top extender zoals weergegeven in 1.13 en de secundaire loting onder extender zoals in 1.14. </li><li> Stretch en de mouw van de gestapelde voorvorm montage in het secundaire tekening proces met vacuüm indium gestapelde vezel (zie hoofdstuk 5). Dit wordt uitgetrokken tot een uiteindelijke OD 0,6 mm getrokken onder spanning 80 g, waarbij een vezel die metamateriaal 5 mm draden gescheiden door 50 urn. Een optische microscoop beeld in dwarsprofiel van de verkregen vezel wordt getoond in Figuur 3. </li><li> Verwijder de spoel van indium gestapelde vezels van de toren na de loting is voltooid. </li><li> Inspect de endface en langs de longitudinale lengte van de indium gestapelde vezels zoals in 2.8 (figuur 3). </li></ol> 4. Primaire Draw Process Het primaire verstrekwerkwijze wordt gebruikt preforms rekken tot buitendiameter groter dan 1 mm. De volgende procedure wordt gebruikt in Deel 1: Maken van de PMMA Ommantelen Tube. <ol><li> Laad de voorvorm op de loting toren door het klemmen van de bovenste verlengstuk aan de drie klauwplaat. Voer de voorvorm in de hete zone van de oven (Figuur 13). Lijn de voorvorm met behulp van de XY micrometer podium. Sluit de bovenste plaat van de oven. </li><li> De voorverwarmingslaag fase verhoogt de temperatuur van de dwarsdoorsnede van de voorvorm naar de trektemperatuur, met het temperatuurprofiel weergegeven in figuur 14. </li><li> Begint het tekenen door de temperatuur tot 185 ° C, begint de aanzet 5 mm / min, treksnelheid bij 6 mm / min en sluiten thij tekenen eenheid klemmen. Onderzoeken het gedrag van trekspanning in de tijd (Figuur 15). <ul><li> Als de spanning exponentieel, stopt de toevoer en draw eenheden, wacht 1 min om de voorvorm opwarmen tot trektemperatuur, voordat het voer en opnieuw te tekenen eenheden. Herhaal de test tot de spanning stabiliseert. </li><li> Als de spanning daalt, verhogen de treksnelheid van 1-2 mm / min. Verder verhogen van de treksnelheid in 1-2 mm / min stappen (zolang de spanning ofwel constant blijft of begint te vallen), totdat de gewenste treksnelheid bereikt. </li></ul></li><li> Als vacuüm nodig is, bevestigt u de vacuümbuis om het vacuüm verzegeld top preform extender met behulp van Blu-Tac (Figuur 13). Zet het vacuüm na het voeder en draw eenheden begonnen te zorgen voor de voorvorm symmetrisch tekening. </li><li> Gebruik de primaire tekening staat in tabel 1 als leidraad bij het ​​tekenen van de voorvorm. Noteer de oventemperatuur en de verhouding between de diervoeders en vestigen tarief moeten worden gecontroleerd om een ​​constante OD en de tekening spanning te handhaven. Merk op dat een indicatieve buitendiameter van de getrokken vezel kan worden verkregen uit een massabalans vergelijking D = D final start (F / D) 1/2 waarbij D definitief - wordt de uiteindelijke vezeldiameter, D start is het beginvoorvorm diameter, F is de voeding, en D is de loting tarief. Stop de voeding en treksnelheid en verschuiving van de oven als de voorvorm is voltooid. Verwijder de voorvorm van de trektoren wanneer de voorvorm afkoelt tot kamertemperatuur. </li></ol> 5. Secundaire Draw Process De secundaire verstrekwerkwijze wordt gebruikt preforms rekken tot ODs kleiner dan 1 mm. De volgende procedure wordt gebruikt in Sectie 2: Maken van de indium gevulde vezel en 3: Maken van de indium gestapelde vezel. <ol><li> Het laden van de preforms voor de secondary draw is hetzelfde als in de eerste verstrekwerkwijze (Stap 4.1). </li><li> Het voorverwarmen fase voor de secundaire draw is hetzelfde als in de eerste verstrekwerkwijze (Stap 4.2). </li><li> De voorvorm begint hals-down wanneer de tekening wordt bereikt. De drop-down van de voorvorm verlaat de bodem van de oven door het gewicht van de bodem extender waarin de initiële trekkracht (Figuur 16). </li><li> Start de voeding (2,5 - 5 mm / min) en start het verhogen van de oventemperatuur (2,5 - 5 ° C) om de snelheid van de drop-down controle. De vezeldiameter worden gehandhaafd rond 250 tot 500 um tot de vezel snapping voorkomen. </li><li> Bevestig de vezel om de kaapstander wiel dat draait met een lage snelheid van minder dan 1 m / min aanvankelijk. Wikkel de vezel rond de danser wielen en hechten aan de vezel spoel. </li><li> Als vacuüm is nodig bevestigt u de vacuümbuis, zoals aangegeven in 4.4. </li><li> De vezel loting zal in eerste instantie onder wisselende verstrekomstandigheden. Set de voeding, tekenen tarief en oven temperatuur op de gewenste loting conditie waarden. Vezeldiameter en trekspanning zal schommelen tot steady-state wordt bereikt na een paar minuten. </li><li> Gebruik de secundaire tekening staat in tabel 2 als leidraad bij het tekenen van de voorvorm. Noteer de oventemperatuur en de verhouding tussen het uitgangsmateriaal en treksnelheid moeten worden gecontroleerd om constant OD en de opstelling spanning te handhaven. </li><li> Stoppen zoals getoond in 4.5. </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>
<li>Pendry, J. B., Holden, A. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Extremely+Low+Frequency+Plasmons+in+Metallic+Mesostructures%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Rev.+Lett%22%5BJournal%5D)">Extremely Low Frequency Plasmons in Metallic Mesostructures.</a> Phys. Rev. Lett. 76, 4773-4776 (1996).</li>
<li>Schurig, D., Mock, J. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Metamaterial+Electromagnetic+Cloak+at+Microwave+Frequencies%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Metamaterial Electromagnetic Cloak at Microwave Frequencies.</a> Science. 314, 977-980 (2006).</li>
<li>Shalaev, V. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optical+negative-index+metamaterials%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Photonics%22%5BJournal%5D)">Optical negative-index metamaterials.</a> Nat. Photonics. 1, 41-48 (2007).</li>
<li>Liu, Z., Lee, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Far-field+optical+hyperlens+magnifying+sub-diffraction-limited+objects%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Far-field optical hyperlens magnifying sub-diffraction-limited objects.</a> Science. 315, (2007).</li>
<li>Boltasseva, A., Shalaev, V. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fabrication+of+optical+negative-index+metamaterials%3A+Recent+advances+and+outlook%5BTitle%5D)+AND+%22Metamaterials%22%5BJournal%5D)">Fabrication of optical negative-index metamaterials: Recent advances and outlook.</a> Metamaterials. 2, 1-17 (2008).</li>
<li>Soukoulis, C. M., Wegener, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Past+achievements+and+future+challenges+in+the+development+of+three-dimensional+photonic+metamaterials%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Photonics%22%5BJournal%5D)">Past achievements and future challenges in the development of three-dimensional photonic metamaterials.</a> Nat. Photonics. 5, 523-530 (2011).</li>
<li>Tuniz, A., Kuhlmey, B. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Drawn+metamaterials+with+plasmonic+response+at+terahertz+frequencies%5BTitle%5D)+AND+%22Appl.+Phys.+Lett%22%5BJournal%5D)">Drawn metamaterials with plasmonic response at terahertz frequencies.</a> Appl. Phys. Lett. 96, 191101(2010).</li>
<li>Argyros, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microstructured+polymer+optical+fibers%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Lightwave+Technol%22%5BJournal%5D)">Microstructured polymer optical fibers.</a> J. Lightwave Technol. 27, 1571-1579 (2009).</li>
<li>Donald, I. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Production%2C+properties+and+applications+of+microwire+and+related+products%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Mater.+Sci%22%5BJournal%5D)">Production, properties and applications of microwire and related products.</a> J. Mater. Sci. 22, 2661-2679 (1987).</li>
<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>

Geen belangenconflicten verklaard.

De techniek maakt de hier gepresenteerde vervaardiging kilometers continue driedimensionale metamaterialen met microschaal functie maten, bezit plasmonische respons (en dus een maat elektrische permittiviteit) in het THz bereik effectief gedragen als een hoogdoorlaatfilter. Dit kan experimenteel worden gekenmerkt met behulp terahertz tijddomein spectroscopie 11. Dergelijke vezel-vormige metamaterialen kan worden gesneden en gestapeld in bulkmaterialen een groot aantal apparaten te realiseren of ingeweven ande...

<table border="1"><tbody><tr><td> Naam van de Reagens / Materiaal </td><td> Vennootschap </td><td> Catalogus nummer </td><td> Reacties </td></tr><tr><td> Indium 99,99% Draad, 1 mm diameter </td><td> AIM Specialty </td><td> Op aanvraag leverbaar </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-Propanol (Isopropanol) </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> Productnummer 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> Plakband </td><td> Staples </td><td></td><td></td></tr><tr><td> Een Wrap PTFE tape, 5 ml x 12 MMW x 0,2 mmt </td><td> RS Components </td><td> RS Nummer 231 tot 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 Micron Aluminium Foil Tape </td><td> Advance Adhesive Tapes </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> Blu-tak </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> Araldite Quick Set </td><td> Selleys </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 buizen: - ID 6 mm, OD 12 mm - ID 9 mm, OD 12 mm </td><td> B &amp; M Plastics: Plastic Fabrication </td><td> Op aanvraag leverbaar </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> Apparatuur Vereisten </td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td><ul><li> Fibre gelijkspel toren met ovens van maximale temperaturen van ten minste 200 ° C (Heathway Polymer Draw Tower met voorvormen en Fibre gelijkspel faciliteiten). Een foto van de trektoren wordt getoond in figuur 5. </li><li> Annealing oven van maximum temperaturen van ten minste 90 ° C. </li><li> Optische microscoop. </li><li> Hete lucht pistool. </li><li> Vacuümpomp. </li><li> Top preforms extender (metalen buis van 30 cm lengte en 12 mm diameter). </li><li> Primaire gelijkspelonderste extender (metalen buis van 100 cm lengte en 12 mm diameter). </li><li> Secundaire loting onder extender (PMMA buis van 20 cm lengte en 12 mm diameter). </li></ul></td></tr></tbody></table>

fabriceren metamaterialen met behulp van de fiber tekenmethode

Fabricating Metamaterials Using the Fiber Drawing Method

Metamaterialen zijn kunstmatige composietmaterialen vervaardigd door montagedelen veel kleiner dan de golflengte waarop zij opereren 1. Ze danken hun elektromagnetische eigenschappen om de structuur van hun kiezers, in plaats van de atomen waaruit ze bestaan. Bijvoorbeeld kan sub-golflengte metaaldraden zijn ingericht om een effectieve elektrische permittiviteit dat positief of negatief is bij een bepaalde frequentie hebben, in tegenstelling tot de metalen zelf 2. Deze ongekende controle over het gedrag van licht kan mogelijk leiden tot een aantal nieuwe apparaten, zoals onzichtbaarheidsmantels 3, negatieve brekingsindex materiaal 4 en lenzen die objecten op te lossen onder de diffractielimiet 5. Echter metamaterialen die op optische, midden-infrarood en terahertz frequenties conventioneel gemaakt van nano-en micro-fabricage technieken die duur en produceren monsters die hoogstens enkele centimetres groot 6-7. Hier presenteren we een verzinsel methode om honderden meters van metaaldraad metamaterialen produceren in vezelvorm, die een terahertz plasmonische reactie 8 vertonen. We combineren de stapel-en trek techniek voor microgestructureerde polymere optische vezel 9 met de in Taylor-wire proces 10, met indium draden in polymethylmethacrylaat (PMMA) buizen. PMMA is gekozen omdat het een gemakkelijk te hanteren, trekbare diëlektrische met geschikte optische eigenschappen in het terahertz regio; indium omdat het een smelttemperatuur van 156,6 ° C die geschikt is voor codrawing met PMMA. We hebben een indium draad van 1 mm diameter en 99,99% zuiverheid in een PMMA buis met 1 mm binnendiameter (ID) en 12 mm buitendiameter (OD) die is afgedicht aan een einde. De buis is geëvacueerd en opgenomen met een buitenste diameter van 1,2 mm. De resulterende vezel wordt dan in kleinere stukken geknipt, en gestapeld in een grotere PMMA buis. Deze stack is afgedicht op eenend en toegevoerd aan een oven terwijl ze snel getrokken, waardoor de diameter van de structuur met een factor 10, en toename van de lengte met een factor 100. Dergelijke vezels bezitten functies op de micro-en nano-schaal, zijn inherent flexibel, massa-produceerbaar, en kan worden geweven om de elektromagnetische eigenschappen die niet zijn gevonden in de natuur vertonen. Zij vertegenwoordigen een veelbelovende platform voor een aantal nieuwe apparaten van terahertz naar optische frequenties, zoals onzichtbare vezels, geweven negatieve brekingsindex doeken, en super-oplossen van lenzen.

Metamateriaal vezels werden geproduceerd met behulp van de beschreven techniek. Ze is samengesteld uit een voorvorm van 1 mm PMMA vezels met 100 urn diameter continue indium draden, figuur 2, die op hun beurt waren zelf getrokken uit een voorvorm van 1 mm indium draden opgesloten in een mantel 10 mm polymeer, geproduceerd kous door geschikte afmetingen polymeer buizen, zoals weergegeven in het schema van figuur 1. Een microscoop beeld van de dwarsdoorsnede van een voorbeeld van een meta...

Metamaterialen bij terahertz frequenties bieden unieke mogelijkheden, maar zijn uitdagend om te fabriceren in bulk. Wij passen de fabricage procedure voor micro polymere optische vezels mogelijk om goedkoop te fabriceren metamaterials op industriële schaal. Wij produceren polymethylmethacrylaat vezels met ~ 10 micrometer diameter indium draden gescheiden door ~ 100 um, die een terahertz plasmonische reactie vertonen.

Fabriceren Metamaterialen Met behulp van de Fiber tekenmethode

Metamaterialen zijn door de mens gemaakte composietmaterialen, vervaardigd door het samenvoegen van componenten die veel kleiner zijn dan de golflengte waarop zij werken 1. Ze danken ...

Deze procedure is bedoeld om metamaterialen op een potentieel industriële schaal tegen lage kosten te vervaardigen. Vervaardig eerst de PMMA-mantelbuis tijdens het primaire trekproces. Plaats vervolgens het indium in het gat en trek de met indium gevulde vezel met behulp van een primair trekproces.Plaats de gestapelde, met indium gevulde preform en een knieverbinding in een oven van 90 °C. Voer een secundair trekproces uit om de gestapelde, met indium gevulde preform tot een vezel te trekken. De resulterende metamaterialen bevatten draden van 5 µm gescheiden door 50 µm, die goedkoop op potentiële industriële schaal gefabriceerd kunnen worden en een plasmonische respons vertonen in het terahertz-frequentiebereik.Andere methoden voor het vervaardigen van metamaterialen, zoals lithografische technieken en nano- en microfabricage, zijn kostbaar en kunnen slechts monsters produceren met een afmeting van maximaal enkele centimeters. Het belangrijkste voordeel van onze techniek is dat we honderden meters metamaterialen in vezelvorm kunnen vervaardigenigen. Hierdoor kunnen we belangrijke vragen in het vakgebied beantwoorden, zoals of metamaterialen kunnen worden vervaardigd in technologisc

fabricating-metamaterials-using-the-fiber-drawing-method

Research

JoVE Journal

Engineering

Techniek

Dit protocol beschrijft de simulatie, fabricage en karakterisering van THz metamateriaal absorbers. Dergelijke absorbers hebben, wanneer gekoppeld aan een geschikte sensor, toepassingen in THz beeldvorming en spectroscopie.

Simulatie, fabricage en karakterisering van THz Metamateriaal Absorbers

De verdamping van een Sacrificial Component (Vasc) proces wordt gebruikt om microvasculaire structuren fabriceren. Deze procedure maakt gebruik van opofferende poly (melkzuur) zuur vezels om holle microchannels vormen met nauwkeurige 3D geometrische positionering door het laser micromachined geleidingsplaten.

Proces van het maken van drie-dimensionale Microstructuren behulp Verdamping van een Sacrificial Component

Wij ontwikkelen en karakteriseren van een ongeordende polymeer optische vezel die dwars Anderson lokalisatie gebruikt als een roman golfgeleidend mechanisme. Dit microgestructureerde vezel kan een kleine gelokaliseerde bundel transporteren met een straal die vergelijkbaar is met de bundel straal van conventionele optische vezels.

Fabricage en karakterisering van wanordelijke polymeer optische vezels voor Transversale Anderson lokalisatie van Licht

Twee aangrenzende vloeistoffen die door een gegroefd microfluïdisch kanaal gaan, kunnen worden gericht om een schede rond een prepolymeerkern te vormen; waardoor zowel vorm als doorsnede worden bepaald. Foto-geïnitieerde polymerisatie, zoals thiol click chemie, is zeer geschikt voor het snel stollen van de kernvloeistof tot een microvezel met vooraf bepaalde grootte en vorm.

Microfluïdische fabricage van polymere en biohybridevezels met vooraf ontworpen grootte en vorm

Hier presenteren we een protocol om vrij-zwevende, micron / sub-micron schaal polymeer vezels en "web-achtige" structuren gegenereerd via geautomatiseerde direct schriftelijk procedure door middel van een 3-assige doseersysteem fabriceren.

Voorgeschreven 3-D Direct Schrijven van Suspended Micron / Sub-micron schaal Fiber Structures via een Robotic doseersysteem

We presenteren een protocol voor het vervaardigen van 1-D fotonisch kristal holtes op subwavelength diameter silica vezels (optisch nanovezels) met behulp van femtoseconde-laser-geïnduceerde ablatie.

Fabricage van 1-D Photonic Crystal Cavity op een Nanovezel behulp Femtoseconde Laser-geïnduceerde Ablation

Een protocol om bloot blote vezels op het samengestelde oppervlak door het elimineren van hars rijk gebied wordt gepresenteerd. De vezels worden tijdens de fabricage van de composieten, niet door de oppervlakte na de behandeling blootgesteld. De blootgestelde koolstof composieten vertonen hoge elektrische geleidbaarheid in de richting van de via-dikte en hoge mechanische eigenschap.

Experimentele implementatie van een nieuwe methode van de samengestelde Fabrication: bloot blote vezels op het samengestelde oppervlak door de zachte laag-methode

Dit protocol beschrijft het ontwerp en de vervaardiging van een water-brug en de activering als een water-vezel. Het experiment toont aan dat capillaire resonanties van de water-vezel zijn optische transmissie moduleren.

Ontwerp en fabricage van een optische vezel gemaakt van Water

Dit protocol beschrijft de constructie van een goedkoop, discreet, vezelgekoppeld en lucht-gespreid Fabry-Perot etalon met verschillende toepassingen, zoals in trace-gas spectroscopie. De fabricage is mogelijk in elke faciliteit met standaard optische laboratoriumapparatuur beschikbaar.

Fabricage van een goedkope, vezelgekoppelde en lucht-gespreide Fabry-Pérot Etalon

Dit artikel beschrijft een fabricageproces voor vezelversterkte polymeermatrixcomposietlaminaten die worden verkregen met behulp van de natte hand lay-up/vacuümzakmethode.

Het meten van de mechanische eigenschappen van glasvezelversterkingspolymeercomposietlaminaten verkregen door verschillende fabricageprocessen

Additief vervaardigde polymeren worden veel gebruikt voor de productie van elastische metamaterialen. Het visco-elastische gedrag van deze polymeren bij ultrasone frequenties blijft echter slecht bestudeerd. Deze studie rapporteert een protocol om de visco-elastische eigenschappen van 3D-geprinte polymeren te schatten en te laten zien hoe deze kunnen worden gebruikt om de dynamiek van metamaterialen te analyseren.

Karakterisering van dissipatieve elastische metamaterialen geproduceerd door additive manufacturing 

Leer metamaterialen fabriceren met de fiber-tekenmethode voor terahertzfrequenties met PMMA-vezels en indiumdraden. Deze kosteneffectieve techniek maakt industriële productie mogelijk.

Fabriceren Metamaterialen Met behulp van de Fiber tekenmethode

Meer video's verkennen