Name: Fabricage en karakterisering van wanordelijke polymeer optische vezels voor Transversale Anderson lokalisatie van Licht (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2013-07-29T13:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 19 s
Description: Ontdek de fabricage en karakterisatie van wanordelijke polymeer optische vezels voor transversale Anderson-lokalisatie van licht. Deze methode toont effectieve lichttransportmogelijkheden met gelokaliseerde bundels.

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 wordt ondersteund door subsidie ​​nummer 1029547 van de National Science Foundation. De auteurs willen graag DJ Welker erkennen van Paradigm Optics Inc voor het verstrekken van de eerste vezel segmenten en de hertekening van de uiteindelijke optische vezel. Auteurs ook erkennen Steven Hardcastle en Heather A. Owen voor SEM beeldvorming.

1. Vervaardigen van een Disordered Polymer Optical Fiber <ol><li> Verspreid over 200 van de PMMA strengen op een tafel en verspreid evenveel PS strengen bovenop de PMMA. Mix en verpak de strengen. Herhaal deze procedure tot 40.000 strengen van PMMA willekeurig worden gemengd met 40.000 bundels van PS. </li><li> Monteer de willekeurig gemengde strengen in een vierkant voorvorm met een zijde breedte van ongeveer 2,5 centimeter. </li><li> Trek de voorvorm tot een optische vezel met een diameter van 250 urn. De voorvorm wordt getrokken bij Paradigm Optics Incorporated gebruik van hun standaard procedure 16. </li></ol> 2. Beeldvorming van de brekingsindex profiel van de verstoorde Fiber <ol><li> Gebruik een SEM zoals Topcon ABT op de foto om de brekingsindex profiel van de resulterende optische vezel. </li><li> Dompel het polymeer optische vezel monsters in vloeibare stikstof gedurende ongeveer 10 minuten en vervolgens doormidden breken. </li><li> Dompel de gebroken uiteinden van de monsters in ethylalcohol. Keep de temperatuur van de oplossing bij ongeveer 65 ° C. Laat de monsters in de oplossing gedurende 3 minuten, totdat de ethanol lost de PMMA plaatsen in de vezel. </li><li> Coat elk monster met een 10-nm-dikke laag van Au / Pd en plaats het monster in de kamer van de SEM. </li></ol> 3. De Fiber Monsters voorbereiding voor Optische karakterisering <ol><li> Bereid 5 cm lang vezelmonsters. </li><li> Verhit een gebogen blad tot 65 ° C, en de vezel 37 ° C. De juiste temperatuur voorkomt de vervorming van de vezel tip die kan optreden in het splijten proces. </li><li> Breng het uiteinde van de vezel op een snijvlak, zodat een schoon, loodrecht snijden kan worden gemaakt. Plaats het mes aan de zijde van de vezel, en dan snel rollen over. </li><li> Inspecteer de vezelpunt behulp van een optische microscoop om ervoor te zorgen dat de vezel tip is loodrecht gesplitst om de vezel zijkanten. Houd het scheermes onder een rechte hoek in het splitsen proces kantelen van e voorkomene tip. </li><li> Gebruik een polijstpapier zoals Thorlabs LFG03P Aluminium Oxide Polishing Paper (0,3 micrometer) aan de vezelmonsters poetsen. Om het vezeluiteinde poetsen, houd hem in een pincet, met de pincet het vastgrijpen van de vezel ongeveer 1,5 mm afstand van het gezicht wordt gepolijst. Teken de vezel over het papier in een-inch lange figuur-8-vormige paden, ongeveer acht keer. Figuur-8-vormige paden zorgen ervoor dat het hele punt is gepolijst. </li></ol> 4. Het meten van de Beam profiel van de Vermeerderd Beam in het Fiber Samples <ol><li> Koppel de He-Ne-laser in een SMF630hp vezel met behulp van een 20X objectief en twee vlakke spiegels. Plaats de vlakke spiegels op podia met twee vrijheidsgraden. Plaats het objectief op een podium met drie vrijheidsgraden. Aanvankelijk blijven de SMF vezel een afstand van 8 mm verwijderd van de doelstelling tip. Met de knoppen op de spiegel houders en de objectiefhouder, verlicht het laserlicht op het uiteinde van de vezel. Sluit de andere kant van de SMF een power meter. Paar macht in de SMF met de knoppen op het spiegelhouders en de transversale knoppen op de objectiefhouder. De efficiëntie van koppeling kan aanzienlijk worden verhoogd door de lengterichting knop op de objectiefhouder. Gekoppelde vermogen van 1 mW voldoende is voor de metingen. </li><li> Koppel de SMF630hp vezel aan het polymeer optische vezel met Thorlabs MAX343 gemotoriseerde podium. De gemotoriseerde fase kan worden bewogen in de drie rechtlijnige bewegingen. Met behulp van de transversale graden van vrijheid, stel de SMF fiber naar het midden van het polymeer vezel tip. Hand van longitudinale verplaatsing van de fase plaats de SMF vezel zo dicht mogelijk bij de polymeervezel. Een kleinere luchtspleet tussen de SMF en polymeervezel vermindert de uitbreiding van de balk. Plaats het gehele opstelling op een gemotoriseerde tweede fase die in de lengterichting verplaatst. De tweede gemotoriseerde fase wordt gebruikt voor beeldvorming als in 4.4 wordt beschreven. </li><li> Een optische microscope en een rechthoekige spiegel, volgen hoe de SMF en polymeervezels te zorgen dat de SMF wordt gekoppeld in het midden van het polymeer vezels, en dat de luchtspleet tussen de twee vezels zo klein mogelijk. Een kleine kanteling in het polymeer vezel tip of vervormingen in het polymeer vezelpunt vanwege klieven of polijsten processen kunnen de minimale luchtspleet tussen SMF en polymeervezel beperken. Een kleine ruimte tussen de vezels is vereist omdat de SMF voedingsvezels kunnen bewegen bij het uiteinde van de polymere vezel. Plaats het SMF in het midden van het polymeer vezel uitsluitend het koppelingsproces vergemakkelijken. Tijdens het experiment, dwars vegen de invallende bundel die komt uit de SMF over het topje van de polymeervezel om lokalisatie te observeren in verschillende regio&#39;s van het polymeer vezels. </li><li> Gebruik een CCD camera beam profiler met de uitgang van de vezel met een 40X objectief meten. Eerst verzadigen CCD camera om de grenzen van de polymeervezel controleren.Met behulp van de knoppen op het doel houder, zorg ervoor dat het polymeer vezels grenzen kunnen worden waargenomen op de CCD. </li><li> Gebruik een gemotoriseerde podium dat de hele setup (in 4.2 beschreven) in de lengterichting, zorg ervoor dat het beeld op de CCD wordt gericht door het bewegen van de setup weg of naar de 40X doelstelling, terwijl de CCD en objectief zijn vast beweegt. Als maatstaf voor het scherpstellen, moet een van een beeld profiel op de CCD van de minimale grootte hebben in het brandpunt. Een gerichte beeld van de lichtbundel mag niet visueel winden. </li><li> Verplaats de invallende bundel aan de ingang tip en meet de uitgang bundelintensiteit voor verschillende invallende bundel posities. Verzamelen gegevens voor 5 verschillende posities van de invallende bundel. Het uitvoeren van de metingen voor 20 vezelmonsters en het verzamelen van een totaal van 100 verschillende metingen. </li></ol>

<ol><li>Anderson, P. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Absence+of+diffusion+in+certain+random+lattices%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Rev%22%5BJournal%5D)">Absence of diffusion in certain random lattices.</a> Phys. Rev. 109, 1492-1505 (1958).</li>
<li>John, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Strong+localization+of+photons+in+certain+disordered+dielectric+super+lattices%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Rev.+Lett%22%5BJournal%5D)">Strong localization of photons in certain disordered dielectric super lattices.</a> Phys. Rev. Lett. 58, 2486-2489 (1987).</li>
<li>Anderson, P. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+question+of+classical+localization%3A+a+theory+of+white+paint%3F%5BTitle%5D)+AND+%22Phil.+Mag.+B%22%5BJournal%5D)">The question of classical localization: a theory of white paint?</a> Phil. Mag. B. 52, 505-509 (1985).</li>
<li>Wiersma, D. S., Bartolini, P., Lagendijk, A., Righini, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Localization+of+light+in+a+disordered+medium%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Localization of light in a disordered medium.</a> Nature. 390, 671-673 (1997).</li>
<li>Dalichaouch, R., Armstrong, J. P., Schultz, S., Platzman, P. M., McCall, S. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microwave+localization+by+two-dimensional+random+scattering%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Microwave localization by two-dimensional random scattering.</a> Nature. 354, 53-55 (1991).</li>
<li>Lagendijk, A. D., de Vries, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Transverse+localization+of+light%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Rev.+Lett%22%5BJournal%5D)">Transverse localization of light.</a> Phys. Rev. Lett. 62, 47(1989).</li>
<li>Schwartz, T., Bartal, G., Fishman, S., Segev, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Transport+and+Anderson+localization+in+disordered+two+dimensional+photonic+lattices%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Transport and Anderson localization in disordered two dimensional photonic lattices.</a> Nature. 446, 52-55 (2007).</li>
<li>Szameit, A., Kartashov, Y. V., Zeil, P., Dreisow, F., Heinrich, M., Keil, R., Nolte, S., Tunnermann, A., Vysloukh, V. A., Torner, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Wave+localization+at+the+boundary+of+disordered+photonic+lattices%5BTitle%5D)+AND+%22Opt.+Lett%22%5BJournal%5D)">Wave localization at the boundary of disordered photonic lattices.</a> Opt. Lett. 35, 1172-1174 (2010).</li>
<li>Martin, L., Giuseppe, G. D., Perez-Leij, A. a, Keil, R., Dreisow, F., Heinrich, M., Nolte, S., Szameit, A., Abouraddy, A. F., Christodoulides, D. N., Saleh, B. E. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Anderson+localization+in+optical+waveguide+arrays+with+off-diagonal+coupling+disorder%5BTitle%5D)+AND+%22Opt.+Express%22%5BJournal%5D)">Anderson localization in optical waveguide arrays with off-diagonal coupling disorder.</a> Opt. Express. 19, 13636-13646 (2011).</li>
<li>Lahini, Y., Avidan, A., Pozzi, F., Sorel, M., Morandotti, R., Christodoulides, D. N., Silberberg, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Anderson+localization+and+nonlinearity+in+one-dimensional+disordered+photonic+lattices%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Rev.+Lett%22%5BJournal%5D)">Anderson localization and nonlinearity in one-dimensional disordered photonic lattices.</a> Phys. Rev. Lett. 100, 013906(2008).</li>
<li>Karbasi, S., Mirr, C. R., Yarandi, P. G., Frazier, R. J., Koch, K. W., Mafi, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Observation+of+transverse+Anderson+localization+in+an+optical+fiber%5BTitle%5D)+AND+%22Opt.+Lett%22%5BJournal%5D)">Observation of transverse Anderson localization in an optical fiber.</a> Opt. Lett. 37, 2304-2306 (2012).</li>
<li>Karbasi, S., Mirr, C. R., Frazier, R. J., Yarandi, P. G., Koch, K. W., Mafi, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Detailed+investigation+of+the+impact+of+the+fiber+design+parameters+on+the+transverse+Anderson+localization+of+light+in+disordered+optical+fibers%5BTitle%5D)+AND+%22Opt.+Express%22%5BJournal%5D)">Detailed investigation of the impact of the fiber design parameters on the transverse Anderson localization of light in disordered optical fibers.</a> Opt. Express. 20, 18692-18706 (2012).</li>
<li>Karbasi, S., Koch, K. W., Mafi, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Multiple-beam+propagation+in+an+Anderson+localized+optical+fiber%5BTitle%5D)+AND+%22Opt.+Express%22%5BJournal%5D)">Multiple-beam propagation in an Anderson localized optical fiber.</a> Opt. Express. 21, (2013).</li>
<li>Abdi, O., Wong, K. C., Hassan, T., Peters, K. J., Kowalsky, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cleaving+of+solid+single+mode+polymer+optical+fiber+for+strain+sensor+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Opt.+Commun%22%5BJournal%5D)">Cleaving of solid single mode polymer optical fiber for strain sensor applications.</a> Opt. Commun. 282, 856-861 (2009).</li>
<li>Karbasi, S., Koch, K. W., Mafi, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+modal+perspective+on+the+transverse+Anderson+localization+of+light+in+disordered+optical+lattices%5BTitle%5D)+AND+%22arXiv%22%5BJournal%5D)">A modal perspective on the transverse Anderson localization of light in disordered optical lattices.</a> arXiv. 1301.2385v1, (2013).</li>
<li>Paradigm Optics [Internet]. , Paradigm Optics, Incorporated. Available from: 
 <a target="_blank" href="http://www.paradigmoptics.com/">http://www.paradigmoptics.com/</a> (c2000-2012).</li>
<li>Karbasi, S., Hawkins, T., Ballato, J., Koch, K. W., Mafi, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Transverse+Anderson+localization+in+a+disordered+glass+optical+fiber%5BTitle%5D)+AND+%22Opt.+Mater.+Express%22%5BJournal%5D)">Transverse Anderson localization in a disordered glass optical fiber.</a> Opt. Mater. Express. 2, 1496-1503 (2012).</li>
</ol>

De auteurs verklaren dat zij geen concurrerende financiële belangen.

In de vezeltrekeenheid behandeling, heeft de brekingsindex profiel niet constant meer dan een meter, zowel vanwege de cross-overs van de oorspronkelijke vezelstrengen en ook vanwege de variaties van de vezeldiameter in de verstrekwerkwijze. We verwachten dat een stabielere verstrekwerkwijze zal helpen om een ​​optische vezel die invariant langere vezels, in vergelijking met die hier gerapporteerd fabriceren. Bij de voorbereiding van een monster voor de SEM beelden van de vezel tip, moeten we...

In een theoretisch werk van Anderson PW 1 werd aangetoond dat de aanwezigheid van ziekte in een quantum elektronisch systeem, het diffusieproces stopt en gelokaliseerde elektronische toestanden ontwikkelen. Anderson lokalisatie is een golf fenomeen dat ook kan optreden voor klassieke golven zoals licht. Omdat de theoretische voorspelling van Anderson lokalisatie in optica 2,3, zijn er vele pogingen om dit verschijnsel experimenteel realiseren met elektromagnetische golven 4,5 zijn. Er is echter zeer moeilijk om sterke lokalisatie omdat de optische verstrooiing doorsneden vaak te klein vanwege de lage brekingsindex contrast meeste optische materialen. In 1989, De Raedt et al.. 6 blijkt dat het mogelijk is de Anderson lokalisatie waarnemen in een quasi-tweedimensionale ongeordende optisch systeem met lage brekingsindex contrasten. Zij toonden aan dat wanneer de aandoening is beperkt tot het dwarsvlak van een propagating golf in een langsrichting invariante medium, is de stralingshoek beperkt tot een klein gebied in de dwarsrichting door sterke transversale verstrooiing blijven. Transversale Anderson lokalisatie werd voor het eerst waargenomen in tweedimensionale golfgeleiders die zijn gemaakt met interferentie patronen in een foto-refractieve kristal 7. Fused silica is het andere medium dat is gebruikt voor de observatie van dwarse Anderson lokalisatie 8,9, waarbij ongeordende golfgeleiders worden geschreven femtoseconde pulsen langs de sample. Het verschil in brekingsindex van verstoorde gebieden in de hierboven genoemde systemen zijn in de orde van 10 -4, zodat de lokalisatie radius is vrij groot. Bovendien, de typische golfgeleiders meestal niet langer dan enkele centimeters, daarom kunnen zij niet praktisch voor geleide-golf toepassingen. We wijzen erop dat de waarneming van dwarse Anderson lokalisatie in een eendimensionale wanordelijke golfgeleider eerder in Re werd gemeldf 10. De optische vezel hier ontwikkeld heeft verschillende voordelen ten opzichte van het voorgaande realisaties van dwarse Anderson lokalisatie voor geleide-golf applicaties 11,12. Enerzijds het grote verschil in brekingsindex tussen de 0.1 aandoening plaatsen van de vezel resulteert in een kleine gelokaliseerde bundel vergelijkbaar met de bundel straal van gewone optische vezels. Ten tweede kan het polymeer ongeordende optische vezel veel langer dan de ongeordende golfgeleiders extern geschreven in fotorefractieve kristallen of kwartsglas gemaakt. We waren in staat om dwars Anderson lokalisatie te observeren in een 60-cm-lange vezels 11. Ten derde, het polymeer wanordelijke glasvezel is flexibel, waardoor het praktisch voor de echte wereld device-level applicaties die afhankelijk zijn van het vervoer van lichtgolven in vezels 13. Om de ongeordende optische vezel fabriceren 40.000 strengen PMMA en 40.000 strengen PS werden willekeurig gemengd, waarbij elke stren was 8 centimeter lang en 250 micrometer in doorsnede. De willekeurig gemengde strengen werden geassembleerd in een vierkante dwarsdoorsnede voorvorm met een kant-breedte van ongeveer 2,5 inch. De voorvorm werd vervolgens getrokken door een vierkant optische vezel met een zijde breedte van ongeveer 250 urn (figuur 1). Om willekeurig de oorspronkelijke vezelstrengen mengen, spreiden we een laag van PMMA glasvezel strengen op een grote tafel, voegde een laagje PS vezelstrengen, en vervolgens willekeurig door elkaar hen. De procedure werd vele malen herhaald totdat een goede willekeurig mengsel werd verkregen. We gebruikten een scanning elektronenmicroscoop (SEM) toe aan het brekingsindex profiel van de ongeordende polymeer optische vezel. Regelmatige splitsende technieken zoals met een scherp mes verwarmd kan niet worden gebruikt om de vezel monsters te bereiden op de SEM beelden van de vezel einde tot het brekingsindex profiel kaart, omdat het mes beschadigt de morfologie van de vezel einde. Polijsten van de vezel heeft een soortgelijke nadelig effect op the kwaliteit van het vezeluiteinde. Om kwalitatief hoogwaardige monsters voor te bereiden op de SEM beeldvorming, we ondergedompeld elke vezel in vloeibare stikstof gedurende enkele minuten en daarna brak de vezel; indien het wordt gedaan op voldoende vezels monsters, deze methode resulteert in een paar goede fiber stukken (ongeveer 15% succes rate) met een zeer hoge kwaliteit en gladde oppervlakken einde voor de SEM beeldvorming. Vervolgens gebruikten een 70% ethanol oplossing bij 60 ° C gedurende ongeveer 3 minuten om de PMMA sites op het vezeleinde ontbinden; langere belichtingstijd kan het gehele vezeluiteinde desintegreren. We vervolgens bekleed de monsters met Au / Pd en plaatste ze in de SEM kamer. De ingezoomd SEM beeld van de ongeordende polymeer optische vezel is getoond in figuur 2. De lichtgrijze sites zijn PS en de donkere sites zijn PMMA. De totale breedte van de afbeelding is 24 micrometer, waar de kleinste kenmerken afmetingen in deze afbeelding zijn ~ 0,9 micrometer, die overeenkomt met de individuele website afmetingen van de vezel strengen, na de loting proces. Om Characterize de golfgeleider eigenschappen van het ongeordende optische vezel, gebruikten we een He-Ne-laser bij 633 nm golflengte. De He-Ne laser is gekoppeld met een single mode optische vezel met SMF630hp een modevelddiameter van ongeveer 4 urn, die vervolgens butt-gekoppeld aan de ongeordende polymeer optische vezel met een hoge precisie gemotoriseerde fase. De uitgang wordt dan afgebeeld op een CCD camera beam profiler met een 40X objectief. In de eerste reeks experimenten, kozen we 20 verschillende ongeordende vezels monsters, elk 5 cm lang, de 5 cm lengte werd gekozen om de voortplantinglengte in ons numerieke simulaties passen. De numerieke simulaties van de ongeordende vezels zijn over het algemeen zeer tijdrovend, zelfs op een high performance computing cluster met 1100 elementen. De volledige dwarse Anderson lokalisatie voor de golflengte van 633 nm gebeurt pas na ongeveer 2,5 cm van de vermeerdering 11,12, daarom hebben we besloten dat de 5-cm lengte is voldoende voor onze doeleinden. Door de stochastic aard van de Anderson lokalisatie, moesten we zowel de experimenten en simulaties herhalen 100 realisaties, teneinde voldoende statistische gegevens te verzamelen om de experimentele en numerieke waarden van de gemiddelde bundeldiameter vergelijken. In de praktijk worden 100 verschillende afmetingen verkregen door vijf ruimtelijk gescheiden metingen op elk van de 20 verschillende ongeordende vezelmonsters. Het is nogal moeilijk om de wanordelijke polymeer optische vezels voor metingen te bereiden, in vergelijking met glazen optische vezels. Zo kan men de geavanceerde splitsende en polijsten instrumenten en technieken die goed ontwikkeld voor standaard silica-gebaseerde vezel. Een verfijnde werkwijze voor het klieven en polijsten polymere optische vezels is gemeld door Abdi et al. 14,. We gebruikten hun werkwijzen met enkele kleine aanpassingen aan onze vezelmonsters bereiden. Om splitsen een ongeordende polymeer optische vezel, wordt een gebogen X-Acto mes verhit tot 65, C, en de vezel 37 ° C. Het uiteinde van de vezel wordt afgestemd op een snijvlak zodat een schone, loodrechte snede kan worden gemaakt. Het blad wordt op de zijkant van de vezel, en snel werd gerold. Het gehele proces splitsen moet worden gedaan zo snel mogelijk te zorgen dat de temperatuur van het blad en vezels niet aanzienlijk veranderen. Na het splitsen van de vezels en de inspectie van het onder een optische microscoop, wordt de vezel einde gepolijst met behulp van standaard glasvezel lappen vel (0,3 micrometer Thorlabs LFG03P Aluminium Oxide Polishing Paper) om ervoor te zorgen dat alle kleine oneffenheden worden verwijderd. Om het vezeluiteinde polijsten wordt gehouden in een pincet met de pincet die de vezel ongeveer 1,5 mm van het eindvlak wordt geslepen. De vezel wordt getrokken over het papier in een-inch lange figuur-8-vormige paden, ongeveer acht keer. Polijsten van de vezel resulteert in gladdere randen geïnspecteerd onder de optische microscoop. Bovendien, polijsten vergemakkelijkt juiste koppeling naar een locatieseerde spot in de vezel, die op zijn beurt vermindert de demping zowel de koppeling als in de eerste propagatie afstand voor het puntsgewijs wordt gevormd. We gebruikten een CCD-camera beam profiler op de foto om de output bundelintensiteit. Het nabije-veld intensiteitsprofiel werd gevangen met behulp van een 40X objectief. Om de grenzen van de vezel vinden we verzadigd de CCD van de vermogens van het inkomende licht van de SMF630hp vezel. Na het detecteren van de intensiteit profiel van de gelokaliseerde ligger ten opzichte van de grenzen, zetten we de CCD straal profiler de optie automatische belichting. We gebruikten het beeld van de intensiteit profiel, om de effectieve straal radius berekenen. Om het effect van het omgevingsgeluid verwijderen we beeldverwerkingsprocedure gekalibreerd zodat we de verwachte bundeldiameter van de SMF630hp vezel verkrijgen. De gemiddelde gemeten waarde van de bundel straal en zijn variaties rond de gemiddelde waarde ook eens met de numeRical simulaties, zie ref. 11. De uitgangsbundel profiel in de polymere vezel volgt duidelijk een verandering in de positie van de invallende bundel zie refs. 11,12,13. Een uitgebreide studie van de invloed van de ontwerpparameters zoals de aandoening van verschillende omvang en de invallende golflengte van de bundel radius van de gelokaliseerde bundel werd in refs. 12,15.

<table><tbody><tr><td>poly (methylmethacrylaat) (PMMA)</td><td></td><td></td><td>&nbsp;</td></tr><tr><td>polystyreen (PS)</td><td></td><td></td><td>&nbsp;</td></tr><tr><td>70% ethylalcoholoplossing bij 65 &deg;C</td><td></td><td></td><td>&nbsp;</td></tr></tbody></table>

fabricage en karakterisering van wanordelijke polymeer optische vezels voor transversale anderson lokalisatie van licht

Fabrication and Characterization of Disordered Polymer Optical Fibers for Transverse Anderson Localization of Light

Wij ontwikkelen en karakteriseren van een ongeordende polymeer optische vezel die dwars Anderson lokalisatie gebruikt als een roman golfgeleidend mechanisme. De ontwikkelde polymeer optische vezel is samengesteld uit 80.000 strengen van poly (methylmethacrylaat) (PMMA) en polystyreen (PS) die willekeurig worden gemengd en getrokken in een vierkante dwarsdoorsnede optische vezel met een kant breedte van 250 pm. Aanvankelijk, elke streng is 200 micrometer in diameter en 8-centimeter lang. Tijdens het mengproces van de oorspronkelijke vezelstrengen de vezels elkaar kruisen, maar een grote strekverhouding garandeert dat de brekingsindex profiel invariant over de lengte van de vezel van enkele tientallen centimeters. Het grote verschil in brekingsindex van 0,1 tussen de ongeordende gebieden resulteert in een kleine gelokaliseerde bundel radius die vergelijkbaar is met de bundel straal van conventionele optische vezels. De ingang licht wordt gelanceerd vanaf een standaard single mode glasvezel met behulp van de methode butt-koppeling en de neauitgang r-veld beam uit de ongeordende vezel wordt afgebeeld met behulp van een 40X objectief en een CCD-camera. De output straaldiameter stemt goed overeen met de verwachte resultaten van de numerieke simulaties. De wanordelijke optische vezel die in dit werk is het eerste apparaat-level implementatie van 2D Anderson lokalisatie, en kan mogelijk worden gebruikt voor het vervoer afbeelding en korte-afstandsvluchten optische communicatiesystemen.

De SEM beeld van de gepolijste vezel wordt weergegeven in figuur 1. De SEM-beeld in figuur 1 laat zien dat, voor de meeste regio&#39;s van de vezel tip, de Poolse kwaliteit is goed. De SEM-beeld van de vezel monsters waarvan de uiteinden zijn opgelost in ethylalcohol oplossing, figuur 2, toont de PMMA locaties in donkere en PS locaties in grijze kleuren. Het SEM-beeld in figuur 2 wordt ingezoomd op een 24 um breedte van de vezel. Voor SEM beeldvorming, ...

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

We develop and characterize a disordered polymer optical fiber that uses transverse Anderson localization as a novel waveguiding mechanism. The developed ...

Het algemene doel van deze procedure is het vervaardigen en karakteriseren van een ongeordende optische vezel voor transversale Anderson-lokalisatie van licht. Dit wordt bereikt door eerst strengen van polymethylmethacrylaat en polystyreen te mengen en een preform te maken voor het trekproces. De tweede stap is het in beeld brengen van het brekingsindexprofiel van de getrokken vezel.Zodra de PMMA-vezels zijn opgelost, worden deze geanalyseerd met behulp van scanning electron microscopy. Vervolgens worden de monsters van een getrokken vezel gespleten en gepolijst voor de optische karakterisering van Anderson-lokalisatie. De laatste stap is het testen van de monsters in de optische opstelling door de wanordelijke vezel te belichten met heliumneon-laserlicht.Uiteindelijk wordt het output-intensiteitsprofiel van de gelokaliseerde bundel afgebeeld op een CCD-camera bundelprofielmeter. Om de transversale Anderson-lokalisatie van licht aan te tonen, begint u met het verspreiden van ongeveer 200 PMMA-strengen op een tafel, om vervolgens hetzelfde aantal polystyreenstrengen bovenop de PMMA te verspreiden. Meng de strengen met elkaar en leg ze vervolgens opzij.Herhaal deze procedure totdat 4

fabrication-characterization-disordered-polymer-optical-fibers-for

Research

JoVE Journal

Engineering

Techniek

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

De zeer gevoelige fotonische micro sensor is ontwikkeld voor elektrisch veld detectie. De sensor maakt gebruik van de optische modi van een diëlektrische bol. Veranderingen in het externe elektrische veld verstoren het gebied morfologie leiden tot verschuivingen van de optische modes. De elektrische veldsterkte wordt gemeten door deze optische verschuivingen.

Ontwikkeling van Whispering Gallery Mode Polymeer Micro-optische Electric Field Sensors

Gebruik van fotonisch kristal langzaam licht golfgeleiders en holtes is op grote schaal door de fotonica gemeenschap in veel verschillende toepassingen. Daarom fabricage en karakterisering van deze apparaten zijn van groot belang. Dit document schetst onze fabricage techniek en twee optische karakterisatie methoden, te weten: interferometrische (golfgeleiders) en resonante verstrooiing (holten).

Fabricage en karakterisering van fotonische kristallen Slow lichtgolfgeleiders en holtes

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

We rapporteren dat de diffractielimiet van conventionele optische litografie kan worden overwonnen door gebruik te maken van de overgangen van organische fotochrome derivaten, geïnduceerd door hun fotoisomerisatie bij lage lichtintensiteiten.1-3 Dit artikel beschrijft onze fabricagetechniek en twee vergrendelingsmechanismen, namelijk: oplossing van een foto-isomer en elektrochemische oxidatie.

Patroonvorming via Optical Verzadigbare Transitions - fabricage en karakterisering

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

We demonstreren de transmissie van meerdere onafhankelijke signalen door een multimodevezel met behulp van golffrontvorming met behulp van een enkele ruimtelijke lichtmodulator. Door de golffront voor elk signaal afzonderlijk te moduleren, worden ruimtelijk gescheiden foci verzonden. Mogelijke toepassingen zijn multiplexte gegevensoverdracht in de communicatietechniek en endoscopische lichtlevering in biofotonica.

Transmissie van meerdere signalen door middel van een optische vezel met behulp van Golffront Shaping

Protocollen voor de synthese van microsferen uit polymeren, de manipulatie van microsferen en microfotoluminescentiemetingen worden voorgesteld.

Fabricage van Polymer Microsferen voor Optische Resonator en Laser Applicaties

Optische weefsel phantoms zijn essentiële instrumenten voor het kalibreren en karakterisatie van optische beeldvormingssystemen en validatie van theoretische modellen. In dit artikel een overzicht van een methode voor phantom fabrikatie waarin replicatie van weefsel optische eigenschappen en structuur van de drie-dimensionale weefsel.

Fabricage en karakterisatie van optische weefsel Phantoms met macrostructuur

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

Een methode wordt gepresenteerd voor het bouwen van een aangepaste lage kosten, modus-vergrendelde femtosecondelaser Fiber laser voor potentiële toepassingen in multiphoton microscopie, endoscopie, en photomedicine. Deze laser is gebouwd met behulp van commercieel verkrijgbare onderdelen en elementaire splicing technieken.

Goedkope Custom fabricage en modus-vergrendelde werking van een all-Normal-dispersie Femtosecond Fiber laser voor Multiphoton microscopie

Ontdek de fabricage en karakterisatie van wanordelijke polymeer optische vezels voor transversale Anderson-lokalisatie van licht. Deze methode toont effectieve lichttransportmogelijkheden met gelokaliseerde bundels.

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

Meer video's verkennen